2021版高考化学一轮复习课时跟踪检测（八）原子结构与化学键（含解析）新人教版

课时跟踪检测（八）原子结构与化学键

1．(2019·江苏高考)反应NH4Cl＋NaNO2===NaCl＋N2↑＋2H2O放热且产生气体，可用于冬天石油开采。下列表示反应中相关微粒的化学用语正确的是(　　)

A．中子数为18的氯原子：Cl

B．N2的结构式：N===N

C．Na＋的结构示意图：

D．H2O的电子式：

解析：选D　A错：中子数为18的氯原子为Cl。B错：N2的结构式为NN。C错：Na＋的结构示意图为。

2．下列说法不正确的是(　　)

①质子数相同的粒子一定是同一元素　②质子数相同且电子数也相同的两种粒子不可能一种是分子，另一种是离子

③电子数相同的粒子不一定是同种元素　④一种元素不能形成不同单质　⑤某元素的相对原子质量取整数值就是质量数

A．②④⑤　　　　　　　　　 B．①④⑤

C．②③④  D．②③

解析：选B　①项，NH3与H2O均有10个质子，不是同一元素；④项，O元素可以形成O2、O3两种单质；⑤项，元素的相对原子质量是根据不同核素相对原子质量计算的平均值，不是质量数。

3．(2020·江西吉安五校联考)我国科学家通过测量SiO2中26Al和10Be两种元素的比例来确定“北京人”的年龄，这种测量方法叫铝铍测年法。下列关于26Al和10Be的说法不正确的是(　　)

A．10Be和9Be是中子数不同、质子数相同的不同原子

B．10Be原子核内的中子数比质子数多

C．5.2 g26Al3＋中所含的电子数约为1.2×1023

D．26Al和26Mg的质子数、中子数和核外电子数都不相同

解析：选C　10Be和9Be互为同位素，质子数相同，中子数不同，A正确；10Be的原子核内质子数为4，中子数为10－4＝6，中子数比质子数多，B正确；5.2 g 26Al3＋中所含的电子数为×(13－3)×6.02×1023 mol－1≈1.2×1024，C错误；26Al和26Mg的质子数分别为13、12，中子数分别为13、14，质子数等于核外电子数，D正确。

4．月球上的每百吨He聚变所释放出的能量相当于目前人类一年消耗的能量，地球上氦元素主要以He的形式存在。已知一个12C原子的质量为a g，一个He原子的质量为b g，NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是(　　)

A.He比He多一个中子

B．氦元素的近似相对原子质量为3

C.He的相对原子质量为

D.He的摩尔质量为2bNA

解析：选C　He比He少一个中子，A错误；地球上氦元素主要以He的形式存在，所以氦元素的近似相对原子质量更接近4，B错误；He的相对原子质量为＝，C正确；He的摩尔质量为bNA g·mol－1，D错误。

5．已知某元素阴离子Rn－的原子核内的中子数为(A－x＋n)，其中A为原子的质量数。则m g Rn－中的电子总数为(　　)

A.·NA   B.·NA

C.·NA   D.

解析：选D　Rn－原子核内的质子数为A－(A－x＋n)＝x－n，Rn－原子核外的电子数为(x－n)＋n＝x，m g Rn－中电子数为xNA。

6．北京大学和中国科学院的化学工作者已成功研制出碱金属与C60形成的球碳盐K3C60，实验测知该物质属于离子化合物，具有良好的超导性。下列有关分析正确的是(　　)

A．K3C60中只有离子键

B．K3C60中不含共价键

C．该晶体在熔融状态下能导电

D．C60与12C互为同素异形体

解析：选C　C60中两个碳原子之间含有共价键，A、B项错误；C项，该晶体属于离子化合物，熔融状态下能够导电，正确；D项，同素异形体研究的对象是单质，12C是原子，故错误。

7．X、Y为两种短周期元素，其原子的最外层电子数分别是1和6，则X、Y两种元素形成的常见化合物或者离子不可能是(　　)

A．只含极性键的共价化合物

B．含非极性键的共价化合物

C．阴阳离子个数之比为1∶1的离子化合物

D．含非极性键的离子化合物

解析：选C　由题意可知，X可能为H、Li、Na，Y可能为O、S，故X、Y形成的化合物有H2O、H2O2、H2S、Na2O2、Na2O、Na2S等。

8．下列物质中含有相同的化学键类型的是(　　)

A．NaCl、HCl、H2O、NaOH   B．Cl2、Na2S、HCl、SO2

C．Na2O2、H2O2、H2O、O3  D．HBr、CO2、H2O、CS2

解析：选D　四种物质分别含有离子键、共价键、共价键、离子键和共价键，A错误；四种物质分别含有共价键、离子键、共价键、共价键，B错误；四种物质分别含有离子键和共价键、共价键、共价键、共价键，C错误；四种物质均含有共价键，D正确。

9．下列说法正确的是(　　)

A．共价化合物中可能含有离子键

B．区别离子化合物和共价化合物的方法是看其水溶液是否能够导电

C．离子化合物中只含有离子键

D．离子化合物在熔融状态下能电离出自由移动的离子，而共价化合物不能

解析：选D　A项，共价化合物中只含有共价键；B项，区别离子化合物和共价化合物的方法是看其熔融状态能否导电，而不能根据其溶于水是否导电来判断；C项，离子化合物熔融状态下能电离，共价化合物在熔融状态下不电离。

10．在NH3和NH4Cl存在的条件下，以活性炭为催化剂，用H2O2氧化CoCl2溶液来制备化工产品[Co(NH3)6]Cl3，下列表述正确的是(　　)

A．中子数为32，质子数为27的钴原子：Co

B．H2O2的电子式：

C．NH3和NH4Cl的化学键类型相同

D．[Co(NH3)6]Cl3中Co的化合价是＋3价

解析：选D　中子数为32，质子数为27的钴原子的质量数为32＋27＝59，A错误；H2O2为共价化合物，其电子式为，B错误；NH3中存在共价键，NH4Cl中存在离子键和共价键，C错误；[Co(NH3)6]Cl3中NH3整体为0价，Cl为－1价，所以Co的化合价是＋3价，D正确。

11.近年来，科学家合成了一系列具有独特化学性质的氢铝化合物(AlH3)n，常用作还原剂。已知最简单的氢铝化合物的化学式为Al2H6，它的熔点为150 ℃且熔融状态不导电，燃烧时放出大量的热量。Al2H6的球棍模型如图所示。下列说法正确的是(　　)

A．Al2H6中Al元素为－3价，H元素为＋1价

B．Al2H6中含有离子键和极性共价键

C．Al2H6为离子化合物

D．Al2H6在空气中完全燃烧，产物为氧化铝和水

解析：选D　在Al2H6中Al元素为＋3价，H元素为－1价，A项错误；Al2H6中含有的化学键都是极性共价键，B项错误；Al2H6为共价化合物，C项错误；Al2H6在空气中完全燃烧，根据原子守恒可知燃烧产物为氧化铝和水，D项正确。

12．前四周期主族元素a、b、c、d、e原子序数依次增大。已知：a、c同主族，a的原子最外层电子数是次外层的3倍，b的氧化物既能溶于强酸，又能溶于强碱，d的原子半径是第三周期中最小的，e是形成骨骼和牙齿的主要元素，且e单质能和水反应。下列分析错误的是(　　)

A．a的离子结构示意图为

B．d与e形成化合物的电子式为

C．d的最高价氧化物对应水化物的酸性强于c的最高价氧化物对应水化物的酸性

D．b的氧化物为离子化合物，只含离子键，其晶体为离子晶体

解析：选B　a原子最外层电子数是次外层的3倍，即a为氧；b的氧化物有两性，应为Al2O3，b为铝；第三周期中原子半径最小的是氯，进而确定d为氯，c为硫；形成骨骼和牙齿的主要元素是钙，据此可知e为钙。CaCl2的电子式为。

13．(1)请用下列10种物质的序号填空：

①O2　②H2　③NH4NO3　④K2O2　⑤Ba(OH)2

⑥CH4　⑦CO2　⑧NaF　⑨NH3　⑩I2

其中既含离子键又含非极性键的是________；既含离子键又含极性键的是________。

(2)X、Y两种主族元素能形成XY2型化合物，已知XY2中共有38个电子，若XY2为常见元素形成的离子化合物，其电子式为______________________；若XY2为共价化合物时，其结构式为____________。

(3)氯化铝的物理性质非常特殊，如氯化铝的熔点为190 ℃，但在180 ℃就开始升华。据此判断，氯化铝是__________(填“共价化合物”或“离子化合物”)，可以证明你的判断正确的实验依据是_______________________________________________________。

(4)现有a～g 7种短周期元素，它们在元素周期表中的位置如图所示，请据此回答下列问题：

①元素的原子间最容易形成离子键的是________(填标号，下同)，容易形成共价键的是________。

A．c和f   B．b和g

C．d和g  D．b和e

②写出a～g 7种元素形成的所有原子都满足最外层为8电子结构的任意一种分子的分子式________。

解析：(2)1∶2型离子化合物，通常X为＋2价，Y为－1价，故X可能是Mg2＋或Ca2＋，Y可能是F－或Cl－，结合XY2中含有38个电子可推出XY2为CaF2。1∶2型共价化合物一般是碳族元素与氧族元素化合形成的，如CO2、CS2等，再由XY2中共有38个电子，可推出XY2为CS2。

答案：(1)④　③⑤

(2)       S===C===S

(3)共价化合物　氯化铝在熔融状态下不能导电

(4)①B　C　②CCl4(或PCl3)

14．单质Z是一种常见的半导体材料，可由X通过如图所示的路线制备，其中X为Z的氧化物，Y为氢化物，分子结构与甲烷相似，回答下列问题：

(1)能与X发生化学反应的酸是________；由X制备Mg2Z的化学方程式为________________________________________________________________________。

(2)由Mg2Z生成Y的化学方程式为_______________________________________，Y分子的电子式为________。

(3)Z、X中共价键的类型分别是________、________。

解析：Z为半导体单质，则Z是Si元素；Si可与氢氟酸反应，其氧化物为二氧化硅，根据反应的流程图可知，二氧化硅与Mg反应生成Mg2Si，Mg2Si与盐酸反应生成的Y为氢化物，则Y的分子式是SiH4，加热分解可得到单质Si。单质Si中只有Si—Si非极性键，SiO2中只有Si—O极性键。

答案：(1)氢氟酸　SiO2＋4Mg2MgO＋Mg2Si

(2)Mg2Si＋4HCl===2MgCl2＋SiH4↑　

(3)非极性键　极性键

15．元素X、Y、Z、M、N均为短周期主族元素，且原子序数依次增大。已知Y元素原子最外层电子数与核外电子总数之比为3∶4，M元素原子的最外层电子数与次外层电子数之比为3∶4，且M原子的质子数是Y原子的2倍；N－、Z＋、X＋的半径逐渐减小；化合物XN在常温下为气体。据此回答下列问题：

(1)写出Z与N形成的化合物的电子式：__________________________________。

(2)X与Y可分别形成10电子和18电子的分子，写出该18电子分子转化成10电子分子的化学方程式：________________________________(分解反应)。

(3)如图表示由题述元素组成的两种气体分子在一定条件下的密闭容器中充分反应前后的转化关系，请写出该转化过程的化学方程式：______________________________________。

(4)A、B均为由题述五种元素中的三种元素组成的强电解质，且组成元素的原子个数之比为1∶1∶1。若在各自的水溶液中，A能抑制水的电离，B能促进水的电离，则A的化学式为__________，B的化学式为__________。

解析：由题意可知Y是氧元素，M是硫元素，N是氯元素，X是氢元素，Z是钠元素。(1)Na与Cl形成的化合物是NaCl，其电子式为。(2)H与O形成的10电子分子是H2O，形成的18电子分子是H2O2，二者之间的转化为2H2O22H2O＋O2↑。(3)由题图可知图中表示的是SO2与O2反应生成SO3，即2SO2＋O22SO3。(4)A能抑制水的电离，且三种元素的原子个数比为1∶1∶1，则A是NaOH；B能促进水的电离，则是能水解的盐，且组成元素的原子个数比也为1∶1∶1，则B是NaClO或NaHS。

答案：(1)

(2)2H2O22H2O＋O2↑

(3)2SO2＋O22SO3

(4)NaOH　NaClO(或NaHS)

16．砷(As)是第四周期ⅤA族元素，砷(As)及其化合物在制备农药、合金、半导体材料中有广泛的应用。回答下列问题：

(1)砷的原子结构示意图为__________，砷元素的常见化合价为__________。砷的不同核素75As、74As、73As互称为____________，砷的不同单质灰砷、黄砷、黑砷互称为________。

(2)砒霜(As2O3)是制备含砷杀虫农药的原料。含砷锌(含少量As2O3)制H2会产生有毒的砷化氢，因此实验室必须用无砷锌来制备H2。写出含砷锌与稀硫酸反应生成少量砷化氢的离子方程式：_________________________________________________________________。

(3)比较还原性强弱：砷化氢________(填“强于”或“弱于”)硒化氢；比较热稳定性强弱：砷化氢________(填“强于”或“弱于”)磷化氢。砷化氢分子的空间构型为______。砷化氢能在空气中自燃生成砒霜(As2O3)，写出砷化氢自燃的化学方程式：________________________________________________________________________。

(4)砷化镓是除硅之外的最重要半导体材料，由化合物X和砷化氢在500～800 ℃反应制得，11.5 g X与足量砷化氢反应产生6.72 L(标准状况)甲烷。(Ga的相对原子质量为70)

①X的化学式为________。

②写出该反应的化学方程式：________________________________________________。

解析：(1)砷在元素周期表中位于第四周期ⅤA族，原子序数为33，原子结构示意图为，砷元素与氮元素同主族，它的常见化合价有－3、0、＋3、＋5。同种元素的不同核素互称为同位素。同种元素形成的具有不同性质的单质互称为同素异形体。(2)氧化剂是As2O3，还原剂是活泼金属Zn，在酸溶液中反应，生成还原产物AsH3和氧化产物Zn2＋，根据得失电子守恒和电荷守恒配平方程式：As2O3＋6Zn＋12H＋===2AsH3↑＋6Zn2＋＋3H2O。(3)As与Se均是第四周期元素，Se位于ⅥA族，同周期元素的简单气态氢化物的还原性从左向右逐渐减弱，即AsH3的还原性强于H2Se的。同主族简单气态氢化物的热稳定性从上向下逐渐减弱，即AsH3的热稳定性弱于PH3的。AsH3的分子构型与NH3分子相似，故AsH3的空间构型为三角锥形。AsH3自燃的化学方程式为2AsH3＋3O2===As2O3＋3H2O。(4)n(CH4)＝＝0.3 mol。X与AsH3反应的方程式可以表示为X＋AsH3―→GaAs＋CH4，生成的0.3 mol CH4中有0.3 mol H原子来自AsH3，余下的0.3 mol—CH3来自X，则X中的Ga的质量为11.5 g－0.3 mol×15 g·mol－1＝7.0 g，即n(Ga)∶n(—CH3)＝1∶3，X的化学式为Ga(CH3)3。反应的化学方程式为Ga(CH3)3＋AsH3GaAs＋3CH4。

答案：(1)　－3、0、＋3、＋5　同位素　同素异形体

(2)As2O3＋6Zn＋12H＋===2AsH3↑＋6Zn2＋＋3H2O

(3)强于　弱于　三角锥形

2AsH3＋3O2===As2O3＋3H2O

(4)①Ga(CH3)3

②Ga(CH3)3＋AsH3GaAs＋3CH4