第4章原子结构和化学键综合练习
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、单选题
1．下列说法不正确的是
A．HCl属于共价化合物，溶于水能电离出H+和Cl-
B．NaOH是离子化合物，该物质中只含有离子键
C．HI气体受热分解的过程中，破坏了极性共价键
D．CO2分子中碳与氧原子的最外层都满足8电子稳定结构
2．关于下面8种微粒中子数相同的微粒是
① ② ③ ④ ⑤ ⑥ ⑦ ⑧
A．④⑦ B．①②③ C．①② D．④⑥⑦
3．短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大，其中X是地壳中含量最多的元素，X原子的电子数与Y、Z、W原子的最外层电子数之和相等。Y、Z原子的最外层电子数之和与W的最外层电子数相等，且X、Y可形成两种常见的离子化合物，且晶体中的阴阳离子个数比均为1∶2，下列说法不正确的是
A．工业上通常采用电解法制备Y和Z的单质
B．W和X形成的物质是酸性氧化物，能与水反应生成W的最高价含氧酸
C．与水反应的剧烈程度：Y>Z
D．简单离子半径大小：X>Y>Z
4．某微粒M的结构示意图如下，关于该微粒的说法不正确的是
A．M一定不属于稀有气体
B．M一定不可能带正电
C．x一定不大于8
D．物质A在水溶液中可电离出M，则A一定属于盐类
5．下列叙述正确的是
①用电子式表示的形成过程为：
②两个不同种非金属元素的原子间形成的化学键都是极性键
③离子化合物在熔融状态时能够导电
④含有非极性键的化合物一定是共价化合物
⑤元素周期表中位于金属和非金属分界线附近的元素属于过渡元素
⑥次氯酸的电子式：
⑦离子化合物中一定含有离子键
A．①②③④⑥⑦ B．①②③⑤⑦ C．②③⑦ D．全部
6．NA代表阿伏加德罗常数的值，以下说法正确的是
A．将足量Zn与100 mL18 mol/L浓硫酸反应，生成224mL气体，转移电子为0.2NA
B．在标准状况下，22.4 LSO3所含原子总数为4NA
C．31gP4()分子中含有P—P键数为1.5NA
D．1molD318O+中含有的中子数为10 NA
7．下列结论正确的是
①微粒半径：S2-＞Cl-＞K+＞Al3+
②氢化物的稳定性：HF＞HCl＞H2S＞PH3＞SiH4
③离子的还原性：S2-＞Cl-＞Br-＞I-
④氧化性：Cl2＞S＞Se＞Te
⑤酸性：HClO＞H2SO4＞H3PO4＞H2CO3
⑥非金属性：O＞N＞P＞Si
⑦金属性：Be＞Mg＞Ca＞K
A．①②④⑥ B．①④⑥ C．①③ D．⑤⑥
8．X、Y、Z为原子序数依次增加的短周期主族元素，且Y、Z同周期，由它们组成的单质或化合物存在以下转化关系。常温下，D是红棕色气体，F为无色液体。下列说法正确的是
A．原子半径：X
C．X、Y、Z可以组成含有共价键的离子化合物
D．化合物中各原子均满足8电子稳定结构
9．与NO在焦炭表面发生反应的机理简化如下(化学键和部分微粒未标出)：
下列有关说法不正确的是
A．CO2为直线形分子
B．N2O为催化剂
C．N2的结构式为：
D．参与反应的微粒有部分化学键未发生断裂
10．联合国将2019年定为“国际化学元素周期表年”，下列说法不正确的是
A．由元素在周期表中的位置可以推导该元素可能具有的化学性质
B．国际纯粹与应用化学联合会将第118号元素命名为，它是一种人工合成元素
C．人们依据元素周期表和元素周期律知识，在金属和非金属的分界处寻找催化剂和耐高温、耐腐蚀的合金材料
D．门捷列夫曾经预言了“类铝”元素的存在，后来化学家发现了它，这种元素是镓
11．几种短周期元素的原子半径及主要化合价如图所示，下列叙述正确的是
A．X、Y的最高价氧化物都是两性氧化物
B．Y的最高价氧化物对应的水化物能溶于溶液
C．Z的非金属性强于W
D．X的单质在第三周期中还原性最强
12．某课外活动小组研究金属锂的性质。他们首先通过微观结构分析知道锂与钠属于同一类物质，且密度比煤油小。在金属活动性顺序中，锂排在钠的后面。下列对金属锂的性质预测不合理的是
A．锂在氯气中燃烧只会生成氯化锂 B．金属锂在水中反应不如钠剧烈
C．锂不能保存在煤油中 D．常温下，锂在空气中氧化生成
13．核磁共振技术已广泛应用于复杂分子结构的测定和医学诊断等高科技领域。已知质子数或中子数为奇数的原子才产生核磁共振，而质子数和中子数均为偶数的原子不产生核磁共振，下列各原子一定能产生核磁共振的是
A．、、 B．、、
C．、、 D．、、
14．据最新报道，科学家发现了反应：，已知为离子化合物(其中Pt的化合价为)，对于此反应，下列说法正确的是
A．在中不存在共价键
B．在此反应中，是氧化剂，是还原剂
C．在此反应中，每生成，转移电子
D．由形成的晶体为分子晶体
15．已知金属锂的化学性质与金属钠相似，金属锂的密度是、煤油的密度是，下列有关金属锂的说法不正确的是(深度解析)
A．自然界中不存在锂单质
B．在盛有煤油和水的烧杯中投入金属锂，金属锂在水层和煤油界面处发生反应
C．金属锂可能与氧气、氯气、盐酸发生反应
D．金属锂与金属钠的性质有相似又有不同，体现了分类法和比较法在研究物质性质时的应用
二、实验题
16．两个化学兴趣小组拟通过实验探究同主族元素性质的递变规律。
I.第一小组同学探究元素的非金属性强弱，设计的实验方案如下：
(1)补充下列实验报告中的实验现象和离子方程式
实验步骤 实验现象 实验结论及离子方程式
甲中溶液由无色变成橙色乙中溶液___________ 离子方程式 甲：___________ 乙： 结论：卤素单质的氧化性由强到弱的顺序为
(2)该小组设计的实验方案___________(填“合理”或“不合理”)，理由是______。
II．第二小组同学探究元素C、的非金属性强弱，设计的实验方案如下：
(3)球形干燥管D的作用为___________。
(4)该小组同学用盐酸、和溶液，按图装置进行实验，观察到试管C中溶液有白色沉淀生成，甲同学认为非金属性。但乙同学认为此方案不合理，理由是___________。改进措施：在B、C两装置之间接一个盛有___________溶液的洗气瓶。
17．某同学设计如图装置，研究非金属元素性质变化规律。
(1)已知硅酸(H2SiO3)是一种难溶于水的弱酸，呈白色。在化学反应中，强酸一般能制取弱酸。现有硝酸溶液、碳酸钙、澄清石灰水、硅酸钠溶液，选择所给试剂，用如图装置来证明酸性：HNO3>H2CO3>H2SiO3。(不考虑硝酸的挥发性)
A、B、C中盛装的试剂分别为________、________、________。C中实验现象为_____________________________________________________；
写出C中发生反应的离子方程式：__________________________________。
(2)已知高锰酸钾在常温下与浓盐酸反应产生氯气，利用图中装置证明氯气氧化性强于碘单质的氧化性。A中盛装浓盐酸，B中装入高锰酸钾粉末，实验时C中溶液变成蓝色，则C中盛装的试剂为________；写出C中离子方程式____________________________________________________________________。
该实验该装置有明显不足，请指出改进方法：______________________________________________。
(3)如果C中盛装饱和氢硫酸(H2S饱和水溶液)，A中装浓盐酸，B中装高锰酸钾溶液，反应开始后观察到现象是C中产生淡黄色沉淀。写出该反应的化学方程式：______________________________________；
如果将SO2气体通入饱和氢硫酸溶液中，也会产生淡黄色沉淀，该过程体现SO2________(填字母)。
A．漂白性 B．氧化性
C．还原性 D．酸性
三、结构与性质
18．已知A、B、C、D、E、F都是周期表中前四周期的元素，它们的核电荷数A
（2）B的氯化物的熔点比D的氯化物的熔点________(填“高”或“低”)，理由是___________。
（3）A的氢化物分子中的中心原子采取________杂化，E的低价氧化物分子的立体构型是______。
（4）F的核外电子排布式是______________，F的高价离子与A的简单氢化物形成的配离子的化学式为________。
（5）A、F形成某种化合物的晶胞结构如图所示(其中A显－3价)，则其化学式为________(每个球均表示1个原子)。
（6）A、C形成的化合物具有高沸点和高硬度，是一种新型无机非金属材料，则其化学式为________，其晶体中所含的化学键类型为________。
19．研究人员发现，在一定的实验条件下，给水施加一个弱电场，在20℃、1个大气压下，水可以结成冰，称为“热冰”。
(1)中半径较大的是_______原子，其原子结构示意图为_______；水分子中氢、氧原子间的化学键是_______(填“共价键”或“离子键”)。
(2)用球棍模型表示的水分子结构正确的是_______(填字母)。
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参考答案：
1．B
【详解】A．HCl属于共价化合物，溶于水时在水分子作用下断裂H-Cl键，电离产生H+和Cl-，A正确；
B．NaOH是离子化合物，由Na+与OH-通过离子键结合，在阴离子OH-中H、O原子之间以H-O共价键结合，因此该物质中含有离子键和共价键，B错误；
C．HI分子中含有H-I键，当HI气体受热分解时变为H2、I2时，破坏了极性共价键，产生了非极性共价键，C正确；
D．由CO2的电子式可知，碳与氧原子的最外层电子数都是8个，D正确；
故答案为：B。
2．D
【分析】核素的符号中，元素符号左上角的数字表示质量数，左下角的数字表示质子数，中子数=质量数－质子数，据此作答。
【详解】①的中子数=18－8=10，②的中子数=18－9=9，③的中子数=12－6=6，④的中子数=24－12=12，⑤的中子数=25－12=13，⑥的中子数=23－11=12，⑦的中子数=23－11=12，⑧的中子数=35－17=18，由此可知，④⑥⑦的中子数相同，均为12，故选D。
3．B
【分析】由题意可知 X 是壳中含量最多的元素可知X为O，X、Y可形成两种常见的离子化合物，且晶体中的阴阳离子个数比均为1∶2，可知 Y 为 Na，两种化分物分别为NaO和Na2O2，结合已知X原子的电子数与Y、Z、W原子的最外层电子数之和相等，Y、Z原子的最外层电子数之和与W的最外层电子数相等，可得Z元素最外层电子数为3，W元素最外层电子数为4，则Z元素为 Al ， W 元素为 Si 。
【详解】A．工业上常采用电解熔融氧化钠的方式制备 Na ，电解氧化铝的方式制备 Al ，故 A 正确；
B．W 和 X形成的SiO2是酸性氧化物，可与碱反应生成水： SiO2+2NaOH= +H2O，但 SiO2不溶于水也不能和水反应，B错误；
C．Na 的最外层只有一个电子，具有强还原性，与水反应剧烈 ，Al常温下与水很难反应，故 C 正确；
D．O2-，Na+，Al3+其核外电子排布相同，核电荷数越大，离子半径越小，故离子半径关系为：O2-> Na+> Al3+ D 正确；
故本题选 B。
4．D
【详解】A．质子数是17，一定是氯元素，M一定不属于稀有气体，A正确；
B．质子数是17，一定是氯元素，M一定不可能带正电，B正确；
C．质子数是17，一定是氯元素，氯元素的最低价是－1价，所以x等于7或8，即x一定不大于8，C正确；
D．物质A在水溶液中可电离出M，则A不一定属于盐类，例如氯化氢溶于水也电离出氯离子，D错误；
答案选D。
5．C
【详解】①用电子式表示MgCl2的形成过程中，电子转移的箭头应从Mg指向Cl，①不正确；
②极性键是由两个不同种非金属元素的原子间所形成，②正确；
③在熔融状态时，离子化合物中的阴、阳离子能发生自由移动，能够导电，③正确；
④离子化合物Na2O2中含有氧氧非极性键，④不正确；
⑤过渡金属是指从IIIB到IIB之间的十个纵列元素，并不是元素周期表中位于金属和非金属分界线附近的元素，⑤不正确；
⑥次氯酸的电子式为，⑥不正确；
⑦离子化合物中一定含有离子键，含离子键的化合物一定是离子化合物，⑦正确；
综合以上分析，只有②③⑦正确，故选C。
6．C
【详解】A．缺标准状况，无法计算224mL气体的物质的量和反应转移电子数目，故A错误；
B．标准状况下，三氧化硫为固体，无法计算22.4 L三氧化硫的物质的量和所含原子总数，故B错误；
C．白磷分子中含有6个磷磷键，则31g白磷分子中含有磷磷键数目为×6×NAmol—1=1.5NA，故C正确；
D．D318O+中含有13个中子，则1molD318O+中含有的中子数为1mol×13×NAmol—1=13NA，故D错误；
故选C。
7．A
【详解】①K＋、S2－、Cl－原子核外电子排布相同，核电核数S2-＜Cl-＜K+，具有相同核外电子排布的离子，核电荷数越大，半径越小，则半径S2-＞Cl-＞K+，离子的原子核外电子层数越多，半径越大，Al3＋核外电子层数最小，则半径最小，则有S2-＞Cl-＞K+＞Al3+，故①正确；
②非金属性：F＞Cl＞S＞P＞Si，元素的非金属性越强，对应的氢化物越稳定，则氢化物的稳定性：HF＞HCl＞H2S＞PH3＞SiH4，故②正确；
③非金属性：Cl＞Br＞I＞S，元素的非金属性越强，对应阴离子的还原性越弱，则还原性：Cl-＜Br-＜I-＜S2-，故③错误；
④非金属性：Cl＞S＞Se＞Te，元素的非金属性越强，对应单质的氧化性越强，则氧化性：Cl2＞S＞Se＞Te，故④正确；
⑤非金属性：S＞P＞C，元素的非金属性越强，对应的最高价氧化物的水化物的酸性越强，则酸性：H2SO4＞H3PO4＞H2CO3，又H2CO3酸性大于HClO，则有酸性：H2SO4＞H3PO4＞H2CO3＞HClO，故⑤错误；
⑥因同周期元素从左到右元素的非金属性逐渐增强，则有O＞N、P＞Si，同主族元素从上到下元素的非金属性逐渐减弱，则N＞P，所以有非金属性：O＞N＞P＞Si，故⑥正确；
⑦因同周期元素从左到右元素的金属性逐渐减弱，则金属性： Ca＜K，同主族元素从上到下元素的金属性逐渐增强，则Be＜Mg＜ Ca，则Be＜Mg＜Ca＜K，故⑦错误；
故正确的有①②④⑥，故A正确；
故选A
8．C
【分析】D是红棕色气体，D为二氧化氮，F为无色液体，则F为水，二氧化氮和水反应生成E，则E为硝酸，硝酸和铜反应生成C，则C为一氧化氮，一氧化氮和氧气反应，则B为氧气，A和氧气反应生成一氧化氮和水，则A为氨气，X、Y、Z为原子序数依次增加的短周期主族元素，且Y、Z同周期，则X为H，Y为N，Z为O，以此解题。
【详解】A．同周期越靠右，原子半径越小，Y>Z，A错误；
B．非金属性越强氢化物越稳定，非金属性O>N，故氢化物稳定性Y
D．由分析可知X为H，Y为N，Z为O，则化合物为NH3，其中H不满足8电子稳定结构，D错误；
故选C。
9．B
【详解】A．二氧化碳分子中C原子价层电子对个数是2，C原子采用sp杂化，根据价层电子对互斥理论知二氧化碳为直线形分子，故A正确；
B．由图可知，该反应的总反应为，N2O为中间产物，故B错误；
C．N2形成三个共价键，结构式为N≡N，故C正确；
D．由图可知反应过程中，C=O键没有断裂，故D正确；
故选：B。
10．C
【详解】A．根据“位-构-性”关系，由元素在周期表中的位置可推测该元素可能具有的化学性质，A正确；
B．第118号元素，是一种放射性元素，在自然界中不能稳定存在，属于人工合成元素，B正确；
C．在过渡元素中可寻找优良的催化剂和耐高温、耐腐蚀的合金材料，在金属元素和非金属元素的分界处可寻找半导体材料，C错误；
D．门捷列夫曾预言了“类铝”元素的存在，后来化学家发现了它，这种元素是镓，镓元素与铝元素属于同主族元素，性质相似，D正确；
答案选C。
11．B
【分析】根据题图可知，W的主要化合价为-2价，W为O元素，X的主要化合价为+2价，X为Mg元素，Y的主要化合价为+3价，Y为Al元素，Z的主要化合价为+5价、-3价，Z的原子半径比O大，比Al小，Z为N元素。
【详解】A．MgO是碱性氧化物，Al2O3是两性氧化物，A错误；
B．Y的最高价氧化物对应的水化物Al(OH)3具有两性，能溶于溶液，B正确；
C．同一周期主族元素从左向右，元素的非金属性逐渐增强，则非金属性：，C错误；
D．单质Mg的还原性弱于单质，D错误；
答案选B。
12．D
【详解】A．Li和Na性质相似，Li在中燃烧只生成，A正确；
B．金属活动性：，故Li在水中反应不如Na剧烈，B正确；
C．Li的密度比煤油小，故Li不能保存在煤油中，C正确；
D．常温下，Na在空气中氧化生成，Li在空气中氧化生成，D错误；
故选D。
13．C
【详解】A．的质子数和中子数均为6，不产生核磁共振，A错误；
B．的质子数、中子数均为6，的质子数和中子数均为16，不产生核磁共振，B错误；
C．的质子数为1，的中子数为7，的质子数为17，均能产生核磁共振，C正确；
D．的质子数为8，中子数为10，不产生核磁共振，D错误；
故答案选C。
14．C
【详解】A．在中，与间存在离子键，中氧原子间存在共价键，，A错误；
B．由失去1个电子，为还原剂，由得到1个电子，为氧化剂，B错误；
C．中Pt为+5价，F为-1价，每生成，转移1mol电子，C正确；
D．为离子化合物，晶体类型为离子晶体，D错误；
故选C。
15．B
【详解】A．Li与Na是题意主族元素，二者化学性质相似。由金属锂的化学性质与金属钠相似可知，锂是活泼金属，自然界中不存在锂单质，A正确；
B．由金属锂、煤油及水的密度可知：在盛有煤油和水的烧杯中投入金属锂，煤油在上层，水在下层，金属锂会浮在煤油液面上而不能和水发生反应，B错误；
C．根据金属锂的化学性质与金属钠相似可知，金属锂能与氧气、氯气、盐酸发生反应，C正确；
D．锂与钠原子最外层电子数相同，电子层数逐渐增加，所以金属锂与金属钠化学性质相似，同主族元素从上到下元素的金属性增强，所以金属锂与金属钠化学性质又有不同，可以用分类法和比较法来研究二者性质的异同，D正确；
故合理选项是B。
16．(1) 由无色变成黄褐色
(2) 不合理 该实验只能证明的氧化性强于和，无法判断和氧化性强弱关系
(3)防止倒吸
(4) 盐酸有挥发性，挥发出的和溶液反应也会产生白色沉淀 饱和
【分析】元素非金属性越强，其单质氧化性越强，简单阴离子还原性越弱；元素非金属性越强，其最高价氧化物对应的水化物酸性越强。
（1）
甲试管中氯水与溶液发生反应，溶液由无色变为橙色，生成了Br2，其离子方程式为：；乙试管中氯水与溶液发生反应，生成了I2，可看到溶液由无色变为黄褐色，离子方程式为：。
（2）
由甲试管中的反应可证明氯气的氧化性比溴强，乙试管中的反应可证明氯气的氧化性比碘强，但无法证明溴和碘的氧化性强弱，因此该小组设计的实验方案不合理。
（3）
球形干燥管D的容积较大，能够防止倒吸，避免C中液体进入锥形瓶中。
（4）
盐酸具有挥发性，锥形瓶中制得的二氧化碳中会混有盐酸挥发出的氯化氢，氯化氢能和硅酸钠溶液反应生成硅酸沉淀，即无法证明是二氧化碳与硅酸钠溶液反应，为了防止氯化氢产生干扰，应在B、C装置间连接盛有饱和碳酸氢钠溶液的洗气瓶，除去二氧化碳中的氯化氢。
17．(1) 硝酸溶液 碳酸钙 硅酸钠溶液 产生白色沉淀 CO2＋SiO＋H2O=H2SiO3↓＋CO (或CO2＋SiO＋H2O=H2SiO3＋CO或2CO2＋SiO＋2H2O=H2SiO3↓＋2HCO)
(2) KI 淀粉溶液 2I－＋Cl2=I2＋2Cl－ 增加装有NaOH溶液的尾气吸收装置
(3) Cl2＋H2S=S↓＋2HCl B
【分析】（1）由强酸能制弱酸的规律结合硝酸溶液、碳酸钙、澄清石灰水、硅酸钠溶液，选择试剂用如图装置证明：酸性：HNO3＞H2CO3＞H2SiO3；
（2）利用如图装置证明氯气氧化性强于碘单质的氧化性，C中发生的是氯气和碘离子的反应生成碘单质，碘单质遇淀粉变蓝；生成的氯气有毒需要尾气吸收；
（3）A中装浓盐酸，B中装高锰酸钾溶液反应生成氯气具有氧化性，通入饱和氢硫酸溶液，反应开始后观察现象是C中产生淡黄色沉淀，说明氯气氧化硫化氢为硫单质；二氧化硫中硫的化合价降低，是氧化剂。
【详解】（1）现有硝酸溶液、碳酸钙、澄清石灰水、硅酸钠溶液，选择试剂用如图装置证明：酸性：HNO3＞H2CO3＞H2SiO3；因此先加入硝酸和碳酸钙反应生成二氧化碳，二氧化碳通入硅酸钠溶液生成硅酸沉淀；A、B、C中盛装的试剂分别为：硝酸溶液；碳酸钙；硅酸钠溶液；C中实验现象为：产生白色沉淀；C中发生反应的离子方程式：CO2＋SiO＋H2O=H2SiO3↓＋CO (或CO2＋SiO＋H2O=H2SiO3＋CO或2CO2＋SiO＋2H2O=H2SiO3↓＋2HCO)。
（2）利用如图装置证明氯气氧化性强于碘单质的氧化性，C中发生的是氯气和碘离子的反应生成碘单质，碘单质遇淀粉变蓝，所以C中加入淀粉碘化钾；反应的离子方程式为：2I－+Cl2═I2+2Cl－；生成的氯气有毒需要尾气吸收，在C后加成氢氧化钠溶液的烧杯吸收氯气；
（3）如果C中装饱和氢硫酸溶液，A中装浓盐酸，B中装高锰酸钾溶液，反应开始后观察现象是C中产生淡黄色沉淀，反应的化学方程式为：Cl2+H2S═S↓+2HCl，二氧化硫中硫的化合价降低，是氧化剂，故选B。
【点睛】本题考查了酸性强弱的比较实验设计，试剂选择，离子方程式的书写，解题关键：熟练掌握物质性质，难点（3）如果将SO2气体通入饱和氢硫酸溶液中，也会产生淡黄色沉淀，该过程体现SO2氧化性，二氧化硫中硫的化合价降低。
18． Na
（3）A的氢化物分子是氨气，中心原子价层电子对数为3+=4，采取sp3杂化，E的低价氧化物分子是SO2，S原子的价层电子对数是4，含有2对孤对电子，其立体构型是V形。
（4）铜的原子序数是29，核外电子排布式是1s22s22p63s23p63d104s1(或[Ar]3d104s1)，铜的高价离子与N的简单氢化物氨气形成的配离子的化学式为[Cu(NH3)4]2＋。
（5）氮原子半径小于铜原子半径，白球是N，个数是8×=1，黑球是铜，个数是12×=3，因此化学式为Cu3N。
（6）N、Al形成的化合物具有高沸点和高硬度，是一种新型无机非金属材料，因此属于原子晶体，根据化合价可知其化学式为AlN，其晶体中所含的化学键类型为共价键。
19．(1) 氧(或O) 共价键
(2)B
【解析】（1）
电子层数越多，原子半径越大，氧原子比氢原子半径大，O的原子结构示意图为，水分子中氧原子和氢原子间通过共价键连接，化学键为共价键。
（2）
水分子中含有一个氧原子和两个氢原子，氧原子形成两条共价键分别与氢原子相连，氧原子半径大于氢原子，水分子空间构型呈V形结构，两个键之间夹角约为，故答案选B。
答案第1页，共2页
答案第1页，共2页
