第一节原子结构化学键 （实战演练）【高考引领教学】高考化学一轮针对性复习方案（全国通用）

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第一节　原子结构　化学键 课时作业一、选择题1.（2022年湖南省高考试题） 科学家合成了一种新的共价化合物(结构如图所示)，X、Y、Z、W为原子序数依次增大的短周期元素，W的原子序数等于X与Y的原子序数之和。下列说法错误的是A. 原子半径： B. 非金属性：C. Z的单质具有较强的还原性 D. 原子序数为82的元素与W位于同一主族【答案】C【解析】由共价化合物的结构可知，X、W形成4个共价键，Y形成2个共价键，Z形成1个共价键，X、Y、Z、W是原子序数依次增大的短周期元素，W的原子序数等于X与Y的原子序数之和，则X为C元素、Y为O元素、Z为F元素、W为Si元素。A项：同周期元素，从左到右原子半径依次减小，则C、O、F的原子半径大小顺序为C＞O＞F，故A正确；B项：同周期元素，从左到右元素的非金属性依次增强，同主族元素，从上到下元素的非金属性依次减弱，则C、O、Si的非金属性强弱顺序为O＞C＞Si，故B正确；C项：位于元素周期表右上角的氟元素的非金属性最强，单质具有很强的氧化性，故C错误；D项：原子序数为82的元素为铅元素，与硅元素都位于元素周期表ⅣA族，故D正确；故选C。2.（河南省商丘市2022年高三4月模拟）W、X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期元素，能发生反应2Y2X2+4WZ＝4YZ+X2↑+2W2X。设NA为阿伏加德罗常数的值。下列叙述错误的是（     ）。    A．气态化合物的稳定性：WZ＞W2X    B．简单离子半径：Z＞X＞Y    C．Z的最高价氧化物对应水化物的酸性强于H2SO4    D．Y2X2、X2均含非极性键，上述反应中生成1molX2时，转移电子数为2NA【答案】A【解析】A项：W、X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期元素，能发生反应2Y2X2+4WZ＝4YZ+X2↑+2W2X。可推断为2Na2O2+4HCl＝4NaCl+O2↑+2H2O。非金属性O＞Cl，则H2O更稳定，A错误；B项：简单离子半径：Z＞X＞Y（Cl－＞O2－＞Na+），B正确；C项：非金属性Cl＞S，则Cl的最高价氧化物对应水化物的酸性强于H2SO4，C正确；D项：Na2O2、O2均含非极性键，上述反应中生成1molO2时，O由－1价升高到0价，转移电子数为2NA，D正确。3．（2022年高考试题（浙江卷）） X、Y、Z、M、Q五种短周期主族元素，原子序数依次增大。X的核外电子数等于其周期数，分子呈三角锥形，Z的核外电子数等于X、Y核外电子数之和。M与X同主族，Q是同周期中非金属性最强的元素。下列说法正确的是A. X与Z形成的10电子微粒有2种B. Z与Q形成的一种化合物可用于饮用水的消毒C. 与的晶体类型不同D. 由X、Y、Z三种元素组成的化合物的水溶液均显酸性【答案】B【解析】X的核外电子数等于其周期数，X为H，YX3分子呈三角锥形，Y为N，Z的核外电子数等于X、Y核外电子数之和，则Z为O，M与X同主族，则M为Na，Q是同周期中非金属性最强的元素，则Q为Cl，综合分析，X为H，Y为N，Z为O，M为Na，Q为Cl，以此解题。A项：由分析可知X为H，Z为O，则其形成的10电子微粒有H2O、OH-、H3O+，A错误；B项：由分析可知Z为O，Q为Cl，可形成ClO2，有氧化性，可用于自来水消毒，B正确；C项：由分析可知Z为O，M为Na，Q为Cl，则M2Z为Na2O，为离子晶体，MQ为NaCl，为离子晶体，晶体类型相同，C错误；D项：由分析可知X为H，Y为N，Z为O，这三种元素可以形成NH₃·H₂O，其溶液显碱性，D错误；故选B。4．(2021•北京卷)放射性核素31H。下列说法不正确的是(    )A．31H原子核外电子数是1 B．31H原子核内中子数是3C．可用质谱分辨H和31H D．3H2O也具有放射性【答案】B【解析】A项：放射性核素31H，质量数是3，质子数是1，质子数等于核外电子数，所以核外电子数等于1，故A正确；B项：放射性核素31H，质量数是3，质子数是1，所以中子数等于3-1=2，故B错误；C项：质谱分析是根据质量分辨，11H和31H质量数不一样，可以分辨，故C错误；D项：31H是放射性核素，所以3H2O也具有放射性，故D正确。故选B5.（2021届高三下学期4月新课标1高考三模适应性训练一）一种可作为纺织品阻燃剂的化合物结构如图所示，其中M、W、X、Y、Z均为短周期主族元素且原子序数依次增大。下列说法错误的是（     ）。    A．单质的氧化性：Y＜Z    B．M、W、X形成的二元酸只有M2WX3    C．M、W、Z三种元素可组成通常为气态的化合物    D．Y分别与X、Z形成的化合物中所有原子均满足8电子稳定结构【答案】B【解析】根据图示结构可知，Z为带一个负电荷的阴离子，M可以形成一个共价键，X可以形成两个共价键，W可以形成四个共价键，Y可以形成四个共价键，且M、W、X、Y、Z均为短周期主族元素且原子序数依次增大，所以M为H，W为C，X为O，Y为Si，Z为Cl。A项：氯气的氧化性强于硅单质，A正确；B项：H、C、O形成的二元酸H2CO3、H2C2O4以及其他多种二元羧酸，B错误；C项：H、C、Cl三种元素可组成通常为气态的化合物，如CH3Cl，C正确；D项：Si和O、Cl形成二氧化硅和SiCl4，所有原子均满足8电子稳定结构，D正确。6．（濮阳市2022届高三毕业班第一次模拟考试）主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大且原子序数均不超过20，W、X同周期，W、Z的原子序数之和为28，它们组成的化合物Z5（YW4）3X是一种制造磷肥的原料。下列说法错误的是（     ）。    A．非金属性：X＞W＞Y    B．ZW2中不含共价键    C．原子半径：Z＞Y＞W＞X    D．YX3分子中各原子最外层均达到8电子结构【答案】B【解析】Z5（YW4）3X是一种制造磷肥的原料，说明其中含磷元素，主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大，且W、Z的原子序数之和为28，那么，W的原子序数必然小于14，且只有W、X同周期，那么，W、X只能为二周期，再根据W、Z的原子序数之和为28，W的原子序数最大为8，此时Z为20，若W原子序数小于8，则Z的原子序数超过了20，故W只能是8号元素氧，Z为钙，Y为磷，X为氟。A项：根据元素在周期表中的位置，非金属性F＞O＞P，即非金属性：X＞W＞Y，A正确；B项：CaO2中O22－，O22－是原子团，含共价键，B错误；C项：原子半径从上到下依次增大，从左到右依次减小，故原子半径为Ca＞P＞O＞F，即Z＞Y＞W＞X，C正确；D项：PF3分子中，P的最外层电子数为5，要形成3对共用电子对才能达8电子结构，而F最外层电子数为7，形成1对共用电子对达8电子，3个F刚好形成3对，使P也达8电子结构，所以，各原子最外层均达到8电子结构，D正确。7．(2022·重庆市高三第四次质量检测)2020年12月17日，“嫦娥五号”顺利将月壤带回地球。科学家发现月壤中有地球土壤中没有的3He。3He是一种优良的核反应原料，与氘发生核聚变反应，放出巨大的能量：，下列有关说法正确的是(    )A．D2和H2互为同位素B．等质量的3He和2H具有相同的中子数C．3He与发生的核聚变反应属于化学变化D．3He位于周期表的第1行、第18列【答案】D【解析】A项：D和H互为同位素，D2和H2是不同单质，A错误；B项：等质量的3He和2H中子数之比为2∶3，B错误；C项：核聚变不是化学反应，C错误；D项：3He属于He元素，是稀有气体，位于周期表的第1行、第18列，D正确；故选D。8．（山西省晋中市2021届高三3月模拟）X、Y、Z、W是原子序数依次增大的短周期主族元素，它们组成的某化合物结构如图所示，其分子中所有原子均达到8电子稳定结构；Y元素至少能形成6种氧化物，W的单质可用于自来水消毒。下列说法正确的是（     ）。    A．最高价氧化物对应水化物的酸性：X＜Y＜W    B．离子半径：r（W）＞r（Y）＞r（Z）    C．X、Y、Z、W四种元素均能与氢元素形成含非极性键的二元化合物    D．简单氢化物的还原性：W＜X＜Y【答案】A【解析】依据W单质可用于自来水消毒和W只能形成一条共价键，可推知W为Cl；同理X形成四条键，为C或Si，Y形成三条键，为N或P，Z形成两条键，为O或S，结合“X、Y、Z、W是原子序数依次增大的短周期主族元素”和“Y元素至少能形成6种氧化物”，可推知Y为N，因此X只能为C，Z为O或S，W为Cl。A项：HClO4是酸性最强的含氧酸，H2CO3为弱酸，故酸性：HClO4＞HNO3＞H2CO3，即X＜Y＜W，故A正确；B项：若Z为O，离子半径：r（W）＞r（Y）＞r（Z），若Z为S，离子半径：r（Z）＞r（W）＞r（Y），故B错误；C项：C2H4、N2H4、H2O2、H2S2（过硫化氢）都是含非极性键的二元化合物，但H和Cl都只形成一条键，不能形成含非极性键的二元化合物，故C错误；D项：简单氢化物的还原性：W＜Y＜X，故D错误。9．(2021•河北选择性考试)用中子轰击X原子产生α粒子(即氮核He)的核反应为：X+n→Y+He。已知元素Y在化合物中呈+1价。下列说法正确的是(   )A．H3XO3可用于中和溅在皮肤上的NaOH溶液B．Y单质在空气中燃烧的产物是Y2O2C．X和氢元素形成离子化合物D．6Y和7Y互为同素异形体【答案】A【解析】根据核反应为：可知，X的质量数N为4+7-1=10，又因为Y在化合物中呈+1价，则推知Y位于IA族，质量数=质子数+中子数，Y的质量数为7，所以得出Y为Li，其质子数p=3，所以X的质子数Z=3+2-0=5，核电荷数=原子序数=核内质子数=5，则推知X属于B元素。A项：H3BO3为硼酸，氢氧化钠溶液具有腐蚀性，若不慎将NaOH溶液溅到皮肤上，则需用大量水冲洗，同时涂抹H3BO3，以中和碱液，A正确；B项：Y为Li，在空气中燃烧的产物只有Li2O，B错误；C项：X为B，与氢元素会形成BH3或B2H4等硼氢化合物，B元素与H元素以共价键结合，属于共价化合物，C错误；D项：6Li和7Li两者的质子数均为3，中子数不同，所以两者互为同位素，D错误；故选A。10.（湖南省六校2021届高三下学期4月联考）X3Y4Z2W2R结构如图所示，X、Y，Z、W、R原子序数依次增大，R为周期表中非金属性最强的元素。下列说法错误的是（     ）。    A．简单气态氢化物的沸点：W＞R    B．标准状况下22.4LY的氢化物完全燃烧消耗氧气物质的量为2mol    C．3.2gCu与Z的最高价氧化物对应的水化物完全反应生成0.05mol混合气体时，该反应转移电子数为0.1NA    D．首次在实验室合成了YW（ZX2）2，打破了有机化合物与无机物的界限【答案】B【解析】根据图中结构可知X、Y、Z、W、R分别为H、C、N、O、F五种元素，A项：简单气态氢化物的沸点：H2O＞HF，A正确；B项：Y的氢化物包含各种烃类化合物，故无法计算，B错误；C项：Cu与硝酸完全反应，无论生成NO还是生成NO2，还是混合气体，1molCu均转移2mol电子，故3.2gCu即0.05molCu转移0.1mol电子，故C正确；项：D首次用无机物合成了有机物尿素［CO（NH2）2］，打破了有机化合物与无机物的界限，故D正确。11．（云南玉溪2021~2022学年高三上学期期中）W、X、Y、Z、Q为原子序数依次增大的五种短周期主族元素，其中X为第三周期简单离子半径最小的元素，W、Y在地壳中元素含量居前两位，常温下0.1mol•L－1Z、Q的最高价氧化物对应的水化物溶液加水稀释过程中pH变化如图所示。则下列说法正确的是（     ）。    A．最简单气态氢化物的稳定性：Z＞Q    B．Y在自然界中以游离态和化合态的形式存在    C．W、Q的单质或由这两种元素组成的某些化合物可用作漂白剂    D．形成的单质中可与NaOH溶液反应放出H2的元素，其对应的氧化物为两性氧化物【答案】C【解析】X为第三周期简单离子半径最小的元素，则X为Al元素，W、Y在地壳中元素含量居前两位，且W的原子序数小于Y，则W为O元素，Y为Si元素；据图可知Q的最高价氧化物对应的水化物为一元强酸，Z的最高价氧化物对应的水化物为二元强酸，且Q的原子序数大于Z，则Z为S元素，Q为Cl元素。A项：非金属性Cl＞S，所以最简单气态氢化物的稳定性S＜Cl，即Z＜Q，故A错误；B项：Si元素为亲氧元素，自然界中只有化合态的Si元素，故B错误；C项：O3具有漂白性，氯气溶于水后生成次氯酸也具有漂白性，所以氯气也可以作漂白剂，这两种元素组成的化合物如Cl2O等都可以做漂白剂，故C正确；D项：形成的单质中可与NaOH溶液反应放出H2的元素有Al和Si，Si的氧化物为酸性氧化物，故D错误。12．（湖南省2022届高三下学期5月联考）短周期主族元素W、X、Y、Q的原子序数依次增大，Y是地壳中含量最多的元素，其原子的最外层电子数等于W、X原子的最外层电子数之和，Q的原子序数等于X原子序数的2倍；查德威克实现了核反应：W+HeX+n。下列说法正确的是（     ）。    A．原子半径：W＞X＞Y＞Q    B．W和Q在元素周期表中处于对角线位置    C．X的最高价氧化物对应的水化物属于强酸    D．Y与Q形成的化合物可用作耐火材料【答案】D【解析】地壳中含量最多的元素是O，由W+HeX+n可知X的质子数和原子的最外层电子数均比W多2，假设W原子的最外层电子数为x，则X原子的最外层电子数为x+2，所以有6＝x+x+2，即x＝2，W为Be或Mg，X为C或Si。Q的原子序数等于X原子序数的2倍，则X一定为C，Q为Mg，W为Be。A项：由以上分析可知，W、X、Y、Q分别为Be、C、O、Mg。原子半径：Mg＞Be＞C＞O，即Q＞W＞X＞Y，A选项错误；B项：Be和Mg属于同主族元素，B选项错误；C项：X的最高价氧化物对应的水化物是碳酸，它属于弱酸，C选项错误；D项：Y与Q形成的化合物为MgO，它的熔点很高，可用作耐火材料，D选项正确。13．（天津宝坻区2021~2022高三上学期第一次月考）“对角线规则”是指在元素周期表中某些主族元素与右下方主族元素的有些性质相似。如Li和Mg、Be和Al，B和Si的某些性更相似。下列说法正确的是（     ）。    A．Li在N2中燃烧不能生成Li3N    B．LiOH是极易溶于水的强碱    C．Be（OH）2既能溶于强酸溶液又能溶于强碱溶液    D．硼酸钠溶液显酸性，其原因是硼酸跟离子结合了水电离出来的OH－【答案】C【解析】A项：镁和氮气反应生成氮化镁，根据对角线规则可知，Li和氮气反应生成Li3N，故A不正确；B项：氢氧化镁为难溶于水的弱碱，根据对角线规则可知，LiOH是难溶于水的弱碱，故B错误；C项：氢氧化铝能溶于强酸和强碱，根据对角线规则可知，氢氧化铍能溶于强酸和强碱，故C正确；D项：B和Si性质相似，硅酸钠溶液显碱性，根据对角线规则可知，硼酸钠显碱性，故D错误。14．(2022届浙江省十校联盟高三联考)下列说法正确的是(  )A．水的沸点较高是因为水分子间存在较强的化学键B．离子晶体中可能存在共价键， 而分子晶体中一定存在共价键C．CO2与 SiO2 均为共价化合物，其固体熔化时，均破坏了分子间作用力D．某物质熔点 1067°C， 易溶于水，其水溶液和熔融态均能导电，其晶体一定为离子晶体【答案】D【解析】A项：水的沸点较高是因为水分子间存在较强的氢键，故A错误；B项：离子晶体中可能存在共价键如氢氧化钠，而分子晶体中不一定存在共价键，如稀有气体，是单原子分子，没有化学键，故B错误；C项：CO2与 SiO2 均为共价化合物，但CO2是分子晶体，其固体熔化时，破坏了分子间作用力，SiO2是原子晶体，其固体熔化时，破坏共价键，故C错误；D项：离子晶体的熔沸点较高，一般在几百至1000℃左右，某物质熔点 1067℃，易溶于水，其水溶液和熔融态能导电的是离子化合物，其晶体一定为离子晶体，故D正确；故选D。二．主观题15．（2022·贵州高三二模）17.(12分)随原子序数递增,八种短周期元素(用字母x等表示)原子半径的相对大小、最高正价或最低负价的变化如图所示。根据判断出的元素回答问题:(1)f在周期表中的位置是　                              。 (2)比较d、e常见离子的半径大小(用化学式表示,下同):　       　>　　　             　;比较g、h的最高价氧化物对应水化物的酸性强弱:　　　　   　　　　　　。 (3)任选上述元素组成一种四原子共价化合物,写出其电子式:　　　　                             。 (4)已知1 mol e的单质在足量d2中燃烧,恢复至室温,放出255.5 kJ热量,写出该反应的热化学方程式:                                                           　                                                       。 (5)上述元素可组成盐R:zx4f(gd4)2。向盛有10 mL 1 mol·L-1 R溶液的烧杯中滴加1 mol·L-1 NaOH溶液,沉淀物质的量随NaOH溶液体积的变化示意图如下:①R溶液中,离子浓度由大到小的顺序是                             　                                                      。 ②写出m点反应的离子方程式:                                    ③若在R溶液中改加20 mL 1.2 mol·L-1 Ba(OH)2溶液,充分反应后,溶液中产生沉淀的物质的量为　　　　 mol。 【答案】:(1)第三周期第ⅢA族(2)r()　r(Na+)　HClO4>H2SO4(3)H或(H、CH等其他合理答案均可)(4)2Na(s)+O2(g)Na2O2(s)　ΔH=-511 kJ· mol-1(5)①c(S)>c(N)>c(Al3+)>c(H+)>c(OH-)②N+OH-NH3·H2O　③0.022【解析】:根据题图提供的短周期元素原子半径的相对大小和化合价信息可知x、y、z、d、e、f、g、h分别为H、C、N、O、Na、Al、S、Cl。(1)f为Al元素,位于元素周期表中第三周期第ⅢA族。(2)氧离子和钠离子的核外电子排布相同,核电荷数后者大于前者,所以r()>r(Na+);Cl的非金属性强于S,最高价氧化物对应的水化物酸性强弱顺序为HClO4>H2SO4。(3)任意元素组成的四原子共价化合物可以是NH3、H2O2和C2H2等,它们的电子式分别为H、H 和CH。(4)Na在O2中燃烧生成Na2O2,根据题中数据可得热化学方程式为2Na(s)+O2(g)Na2O2(s)　ΔH=-511 kJ· mol-1。(5)①R为NH4Al(SO4)2,溶于水后,S的浓度最大,Al(OH)3碱性弱于NH3·H2O,所以N的水解程度小于Al3+,故c(N)>c(Al3+),两种离子水解使溶液显酸性,所以c(H+)>c(OH-),综合得到该溶液中的离子浓度大小顺序为c(S)>c(N)>c(Al3+)>c(H+)>c(OH-)。②当向该溶液中滴入NaOH溶液时,OH-先与Al3+反应,再与N反应,最后与 Al(OH)3反应,所以m点反应的离子方程式为N+OH-NH3·H2O。③10 mL 1 mol·L-1 NH4Al(SO4)2溶液中含有0.01 mol N、0.01 mol Al3+、0.02 mol S,当加入20 mL 1.2 mol·L-1 Ba(OH)2溶液,即加入0.024 mol Ba2+和0.048 mol OH-时,0.024 mol Ba2+与0.02 mol S反应会生成0.02 mol BaSO4沉淀;0.01 mol Al3+与 0.03 mol OH-形成0.01 mol Al(OH)3沉淀,0.01 mol N与0.01 mol OH-形成 0.01 mol NH3·H2O,共消耗0.04 mol OH-,还剩余 0.008 mol OH-,会溶解0.008 mol Al(OH)3沉淀,则剩余氢氧化铝沉淀0.002 mol,所以最终溶液中沉淀的物质的量为0.022 mol。16．（2022·上海高三二模）CO2的有效利用可以缓解温室效应和能源短缺问题。(1)CO2的分子结构决定了其性质和用途。①CO2的电子式是　　　　　　,所含化学键类型为　　　　　　(填“非极性”或“极性”)共价键。 ②在温度高于31.26 ℃、压强高于7.29×106Pa时,CO2处于超临界状态,称为超临界CO2流体,它可用作萃取剂提取草药中的有效成分。与用有机溶剂萃取相比,用超临界CO2萃取的优点有:                   　                                        (答出一点即可)。 (2)中科院大连化学物理研究所的科研人员在新型纳米催化剂NaFe3O4和HMCM22的表面将CO2转化为烷烃,其过程如图。上图中CO2转化为CO的反应为:CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)　ΔH=+41 kJ/mol已知:2CO2(g)+6H2(g)C2H4(g)+4H2O(g)　ΔH=-128 kJ/mol①则图中CO转化为C2H4的热化学方程式是                        　                                                      。 ②按系统命名法,图中X的名称是　　　　　　。 ③关于X与Y的说法正确的是　　　　(填字母)。 a.实验式相同b.都有4种一氯代物c.都易使酸性KMnO4溶液褪色④催化剂中Fe3O4的制备方法如下:将一定比例的FeCl2和FeCl3溶于盐酸,然后在60 ℃下逐滴加入NaOH溶液至pH≈10,继续搅拌,得Fe3O4。该反应的离子方程式是                                        　                                                      。 【答案】:(1)　极性　②萃取剂与溶质更易分离(或萃取剂更环保等)(2)①2CO(g)+4H2(g)C2H4(g)+2H2O(g)　ΔH=-210 kJ/mol　②2-甲基丁烷　③b　④Fe2++2Fe3++8OH-Fe3O4↓+4H2O【解析】:(1)①CO2电子式为,其中碳和氧形成的共价键均是极性共价键;②与有机溶剂相比,用超临界CO2流体萃取,可以更好地实现萃取剂与溶质的分离,萃取剂更加的环保,对环境的污染少等。(2)①将所给的CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)　ΔH=+41 kJ/mol,将式子反向并乘以2,与所给的2CO2(g)+6H2(g)C2H4(g)+4H2O(g)　ΔH=-128 kJ/mol 相加可得:2CO(g)+4H2(g)C2H4(g)+2H2O(g)　ΔH=-210 kJ/mol。②该烷烃的名称为2甲基丁烷。③X与Y是两种烷烃,实验式分别为C5H12和C3H7,明显不同,a项错误;考查对称性不难发现,它们的一氯代物都只有4种,b项正确;作为烷烃,均不能使酸性KMnO4溶液褪色,c项错误。④反应的微粒有Fe2+、Fe3+和NaOH,生成物有Fe3O4,暂定Fe3O4化学计量数为1,根据电荷守恒和原子守恒即可顺利写出离子方程式为Fe2++2Fe3++8OH-Fe3O4↓+4H2O。