2027年高考化学一轮总复习 第26讲 化学键 专项练习（含解析）

这是一份2027年高考化学一轮总复习 第26讲 化学键 专项练习（含解析），共7页。试卷主要包含了下列说法错误的是，氮的常见氢化物有氨和肼，02×1023等内容，欢迎下载使用。
1.(2025·徐州第一次模拟)下列说法错误的是( )
A.键角:CO2>H2O>H2S
B.键长:H—S>H—O
C.Cl2、O2、CO2都是非极性分子
D.SO42-和H2O的VSEPR模型完全相同
2.(2025·南通检测)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,反应为HCHO+O2CO2+H2O。下列有关说法正确的是( )
A.CO2中只含有非极性共价键
B.0.5 ml HCHO含有1 ml σ键
C.HCHO、CO2分子中均只含有σ键
D.H2O中含有极性共价键
3.(2024·苏、锡、常、镇一模)氮的常见氢化物有氨(NH3)和肼(N2H4)。Mg3N2与水反应可产生NH3,液氨发生微弱电离产生NH2-,液氨能与碱金属(如Na、K)反应产生H2。NH3中一个H被—NH2取代可得N2H4,常温下N2H4为液体,具有很高的燃烧热(622.1 kJ·ml-1)。以硫酸为电解质,通过催化电解可将N2转化为N2H4;碱性条件下,NaClO氧化NH3也可制备N2H4。下列说法正确的是( )
A.N2中σ键与π键的数目之比为1∶1
B.液氨电离可表示为2NH3NH4++NH2-
C.N2H4的结构式为
D.Mg3N2中存在Mg与N2之间的强烈相互作用
4.(2024·淮安期中)一种催化还原NO的机理如下图所示。下列说法正确的是( )
A.[Cu(NH3)4]2+中所含基态Cu2+的电子排布式为[Ar]3d94s1
B.中间体X和中间体Z中Cu的化合价相同
C.转化①中既有极性共价键的形成,也有非极性共价键的形成
D.总转化过程中每吸收1 ml NO需要消耗2 ml NH3
5.(2024·苏州检测)一种由CO2和CH4转化为高附加值产品CH3COOH的催化反应历程如图所示。下列说法正确的是( )
A.①→②放出能量并形成CC
B.该反应的平衡常数K=c(CH4)·c(CO2)c(CH3COOH)
C.CH4→CH3COOH过程中,有C—H发生断裂
D.该反应中每生成1 ml CH3COOH,转移电子的数目约为8×6.02×1023
6.(2024·南通检测)硫酸盐(含SO42-、HSO4-)气溶胶是雾霾的成分之一。科学家发现,处于纳米液滴中的SO32-通过“水分子桥”,可以将电子快速转移给周围的气相NO2分子,雾霾中硫酸盐生成的主要过程如图所示。下列说法不正确的是( )
A.“水分子桥”主要靠氢键形成
B.过程①②中硫元素均被氧化
C.NO2是生成硫酸盐的催化剂
D.该过程中存在氢氧键的断裂与生成
7.(2024·南京期末)图示中,图1是8-羟基喹啉,图2是用高分辨原子力显微镜观察到的聚集的8-羟基喹啉图像,图3是聚集的分子结构模型。下列有关说法正确的是( )
图1 图2 图3
A.图1中,每个8-羟基喹啉分子中含有5个π键
B.对比图2可验证8-羟基喹啉分子间存在氢键
C.C、N、O的第一电离能依次增大
D.原子力显微镜可直接观测到氢键的本质
8.(10分)含碳元素的物质是化学世界中最庞大的家族,请填写下列空格:
(1)CH4中的化学键从形成过程来看,属于 (填“σ”或“π”)键,从其极性来看属于 键。
(2)已知CN-与N2结构相似,推算HCN分子中σ键与π键数目之比为 。
(3)C60分子中每个碳原子只与相邻的3个碳原子形成共价键,且每个碳原子最外层都满足8电子稳定结构,则C60分子中π键的数目为 。
(4)利用CO可以合成化工原料COCl2,COCl2分子的结构式为,每个COCl2分子内含有的σ键、π键数目为 (填字母)。
A.4个σ键
B.2个σ键、2个π键
C.2个σ键、1个π键
D.3个σ键、1个π键
9.(14分)水分子间存在一种“氢键”的作用(作用力介于范德华力与化学键之间),彼此结合而形成(H2O)n。在冰中每个水分子被4个水分子包围形成变形的正四面体,通过“氢键”相互连接成庞大的分子晶体。
(1)1 ml冰中有 ml“氢键”。
(2)水蒸气中常含有部分(H2O)2,要确定(H2O)2的存在,可采用的方法是 (填字母)。
A.把1 L水蒸气冷凝后与足量金属钠反应,测产生氢气的体积
B.把1 L水蒸气通过浓硫酸后,测浓硫酸增重的质量
C.该水蒸气冷凝后,测水的pH
D.该水蒸气冷凝后,测氢氧原子个数比
(3)水分子可电离生成两种含有相同电子数的粒子,其电离方程式为 。已知在相同条件下双氧水的沸点明显高于水的沸点,其可能原因是 。
(4)在冰的结构中,每个水分子与相邻的4个水分子以氢键相连接。在冰晶体中除氢键外,还存在范德华力(11 kJ·ml-1)。已知冰的升华热是51 kJ·ml-1,则冰晶体中每个氢键的能量是 kJ·ml-1。
(5)氨气极易溶于水的原因之一也与氢键有关。请判断NH3溶于水后,形成的NH3·H2O的合理结构是 (填字母)。
参考答案
1.D 解析:CO2是直线形分子,C原子采用sp杂化,键角为180°;H2O和H2S都是V形分子,中心原子采用sp3杂化,O的电负性大于S,H2O中的中心原子价电子对间排斥力大,H2O的键角大于H2S,均小于180°,A正确;S的原子半径大于O,故H—S键长大于H—O键长,B正确;氯气、氧气、二氧化碳都是非极性分子,C正确;SO42-、H2O的VSEPR模型分别为正四面体、四面体,二者不完全相同,D错误。
2.D 解析:CO2中只含有极性共价键,A错误;根据结构式可知,0.5 ml HCHO含有1.5 ml σ键,B错误;HCHO、CO2分子中均既含有σ键又含有π键,C错误;H2O中含有极性共价键,D正确。
3.B 解析:N2的结构式为N≡N,三键中有1个σ键和2个π键,N2中σ键与π键的数目之比为1∶2,A错误;根据水的电离方程式,液氨电离可表示为2NH3NH4++NH2-,B正确;N2H4的结构式为,C错误;Mg3N2是离子化合物,存在Mg2+与N3-之间的强烈相互作用,D错误。
4.C 解析:铜元素的原子序数为29,则四氨合铜离子中Cu2+的电子排布式为[Ar]3d9,A错误;由化合物中元素正、负化合价代数和为0可知,中间体X中氧元素的化合价为-1,铜元素的化合价为+2,中间体Z中氧元素的化合价为-2,铜元素的化合价为+3,两者中铜元素的化合价不同,B错误;由图可知,转化①中有氢氧极性共价键形成,也有氮氮非极性共价键形成,C正确;由图可知,催化还原一氧化氮的总反应为O2+4NO+4NH34N2+6H2O,则总转化过程中每吸收1 ml一氧化氮需要消耗1 ml氨气,D错误。
5.C 解析:由图可知,①→②过程中物质的能量降低,说明为放热过程,并且形成了C—C,A错误;由图可知,该反应的化学方程式为CO2+CH4CH3COOH,则平衡常数K=c(CH3COOH)c(CH4)·c(CO2),B错误;由图可知,在催化剂表面生成①的过程中,C—H发生断裂,C正确;该反应的化学方程式为CO2+CH4CH3COOH,CO2中碳元素化合价由+4下降到0,甲烷中碳元素化合价由-4升高为0,每生成1个CH3COOH电子转移数目为4,则每生成1 ml CH3COOH转移4 ml电子,转移电子的数目约为4×6.02×1023,D错误。
6.C 解析:图中过程①表示SO32-和NO2反应生成SO3-和NO2-,过程②表示SO3-和NO2及H2O转化为HSO4-和HNO2。水分子中氧原子的电负性较大,水分子之间主要形成氢键;“水分子桥”中SO32-中的氧原子和水分子中的氢原子、NO2中的氧原子和水分子中的氢原子之间主要以氢键连接,A不符合题意;过程①表示SO32-转化为SO3-,硫元素的化合价从+4升高为+5,过程②表示SO3-转化为HSO4-,硫元素的化合价从+5升高到+6,硫元素的化合价都升高,均被氧化,B不符合题意;根据图中的转化关系,NO2转化为HNO2,氮元素的化合价从+4降低到+3,氮元素的化合价降低,被还原,作氧化剂,C符合题意;根据图示过程,SO3-转化为HSO4-的过程中,有水分子中氢氧键的断裂,NO2转化为HNO2的过程中,有氢氧键的形成,D不符合题意。
7.B 解析:苯环中为大π键,含氮杂环中含有两个π键,因此每个8-羟基喹啉分子中含有3个π键,A错误;根据图示,8-羟基喹啉分子间存在O—H…N、O—H…O等氢键,B正确;C、N、O位于同周期,其第一电离能随着原子序数递增,总的趋势是变大,但N的2p层电子半充满,导致其第一电离能大于O,C、O、N的第一电离能依次增大,C错误;根据题意可知,通过原子力显微镜可直接观测到8-羟基喹啉分子间存在氢键作用,并不是直接观测到氢键的本质,D错误。
8.(1)σ 极性 (2)1∶1 (3)30 (4)D
解析:(1)CH4中C原子与H原子间以单键相连,属于σ键,C原子与H原子的电负性不同,从其极性来看属于极性键。(2)由N2结构推知HCN的结构式为H-C≡N,其含有2个σ键和2个π键,则HCN分子中σ键与π键数目之比为1∶1。(3)每个碳原子的最外层有4个电子,C60分子中每个碳原子只与相邻的3个碳原子形成共价键,即每个碳原子参与形成3个σ键和1个π键,由于每两个碳原子各提供一个电子形成一个π键,因此C60分子中π键的数目为30。(4)共价单键是σ键,共价双键中有1个σ键和1个π键,则COCl2()分子内含有3个σ键、1个π键。
9.(1)2 (2)AB (3)2H2OH3O++OH- H2O2分子间的氢键数目比H2O多
(4)20 (5)b
解析:(1)冰中每个水分子被4个水分子包围形成变形的正四面体,则1 ml冰中含有氢键的物质的量为1×4ml2=2 ml。(2)钠与水反应的化学方程式为2Na+2H2O2NaOH+H2↑,即1个水分子与钠反应产生0.5个氢气,但1个(H2O)2含有2个水分子,与钠反应产生1个氢气,水蒸气中常含有部分(H2O)2,则1 L水蒸气冷凝后与足量金属钠反应,因1个(H2O)2分子与钠反应产生1个氢气,所以产生氢气体积增大,可确定(H2O)2的存在,A符合题意;(H2O)2含有2个水分子,也能被浓硫酸吸收,若1 L水蒸气通过浓硫酸后,相对H2O而言,(H2O)2的相对分子质量大,所以分子数目相同时,浓硫酸增重的质量大,可确定(H2O)2的存在,B符合题意;该物质的pH也为7,无论该物质是否存在,水中c(H+)=c(OH-),溶液均呈中性,pH相等,不能确定(H2O)2的存在,C不符合题意;该物质的分子中氢、氧原子个数比也为2∶1,无论(H2O)2是否存在,氢、氧原子个数比仍为2∶1,不能确定(H2O)2的存在,D不符合题意。(3)水分子可电离生成两种含有相同电子数的粒子,其电离方程式为2H2OH3O++OH-,已知在相同条件下双氧水的沸点明显高于水的沸点,其可能原因是H2O2分子间的氢键数目比H2O的多。(4)1 ml冰升华吸收的总能量为51 kJ,克服范德华力吸收的能量为11 kJ,则克服氢键吸收的总能量为40 kJ,而1 ml冰中含有2 ml氢键,故冰晶体中氢键的能量是20 kJ·ml-1。(5)因为NH3·H2O的电离方程为NH3·H2ONH4++OH-,所以水分子断开O—H,H原子与NH3分子形成NH4+,则形成的NH3·H2O的合理结构是b。