2021届高考化学一轮复习过关训练：原子结构 化学键（解析版）

阿伏加德罗常数的计算
1．合成金刚石的新方法化学原理为：①Na+CO2C（金刚石）+C（石墨）+Na2CO3（未配平）；方法比人工首次制得金刚石的旧方法：②C（石墨）=C（金刚石）容易得多。以下表述中正确的是
A．反应②中既有旧化学键的断裂又有新化学键的形成
B．新方法利用的是化学变化，旧方法利用的是物理变化
C．在反应①中每生成12 g金刚石需要消耗46 g金属钠
D．反应①和反应②中所得的金刚石都是还原产物
【答案】A
【解析】A、化学反应的实质是旧化学键的断裂和新化学键的形成，反应②属于化学变化，所以反应②中既有旧化学键的断裂又有新化学键的形成，A正确；B、化学变化中有新物质生成，方法（1）和（2）都发生了化学变化，B错误；C、由反应8Na+6CO2C（金刚石）+C（石墨）+4Na2CO3可知，12g金刚石为1mol，消耗8molNa，Na的质量为8mol×23g/mol=184g，C错误；D、因反应（2）中没有元素的化合价变化，则不属于氧化还原反应，D错误。
2．CO2的资源化利用是解决温室效应的重要途径。以下是在一定条件下用NH3捕获CO2生成重要化工产品三聚氰酸的反应：

下列有关三聚氰酸的说法正确的是( )
A．分子式为C3H6N3O3
B．三聚氰酸可与水形成氢键
C．分子中既含极性键，又含非极性键
D．生成该物质的上述反应为化合反应
【答案】B
【解析】A.由其结构简式可得三聚氰酸的分子式为C3H3O3N3，故A说法错误；B.三聚氰酸分子中含有羟基，易与水分子形成氢键，故B说法正确；C.该分子中全部是不同原子间形成的共价键，故不存在非极性键，故C说法错误；D.该反应的生成物有二种，故该反应不属于化合反应，故D说法错误。
3．下列说法不正确的是
A．lH、2H和3H是3种不同的核素，互为同位素
B．冰醋酸、油酸、软脂酸互为同系物
C．纳米碳管、C60和石墨烯互为同素异形体
D．CH3CH2NO2和H2NCH2COOH互为同分异构体
【答案】B
【详解】
A．lH、2H和3H三种原子的质子数都为1，但质量数不同，是氢元素的3种不同核素，互为同位素，A正确；
B．冰醋酸、软脂酸为饱和一元羧酸，而油酸为不饱和一元羧酸，不互为同系物，B不正确；
C．纳米碳管、C60和石墨烯都为碳元素的三种结构不同的单质，三者互为同素异形体，C正确；
D．CH3CH2NO2和H2NCH2COOH的分子式都为C2H5O2N，前者为硝基化合物，后者为氨基酸，二者互为同分异构体，D正确；
故选B。
4．下列说法正确的是
A．16O和18O是两种相同的核素
B．CH4与C6H14一定是同系物
C．足球烯和乙烯互为同素异形体
D．He与Mg在周期表中位于同一主族
【答案】B
【详解】
A．16O和18O的质子数相同，但质量数不同，二者是两种不同的核素，A不正确；
B．CH4与C6H14都满足烷烃的通式，且只能是烷烃，二者一定是同系物，B正确；
C．足球烯是碳的单质，但乙烯是有机化合物，二者不互为同素异形体，C不正确；
D．He与Mg虽然最外层电子数相同，但前者为0族元素，后者为ⅡA族元素，在周期表中不位于同一主族，D不正确；
故选B。
5．SiC纳米材料可望在电场发射材料、储氢、光催化和传感等领域都有广泛的应用前景。科学家用金属钠还原CCl4和SiCl4制得一种一维SiC纳米棒，相关反应的化学方程式为8Na+CCl4+ SiCl4=SiC+8NaCl。下列说法不正确的是.
A．一维SiC纳米棒“比表面积”大，对微小粒子有较强的吸附能力
B．上述反应中SiC既是氧化产物又是还原产物
C．每生成l mol SiC转移8 mol电子
D．CCl4、SiCl4分子中各原子都达到了8电子稳定结构
【答案】B
【详解】
A．SiC纳米颗粒较小，粒子表面积大，吸附能力越强，故A正确；
B．反应中Si元素化合价不变，C元素由+4降低到-4，所以SiC是还原产物，故B错误；
C．反应中C元素由+4降低到-4，且SiC为唯一还原产物，所以生成1mol SiC转移08mol电子，故C正确；
D．CCl4中每个Cl原子与C原子共用一对电子，SiCl4中每个Cl原子与Si原子共用一对电子，各原子都达到了8电子稳定结构，故D正确；
综上所述答案为B。
6．硫酸盐(含、)气溶胶是雾霾的成分之一。科学家发现通过“水分子桥”，处于纳米液滴中的可以将电子快速转移给周围的气相分子，雾霾中硫酸盐生成的主要过程示意图如下。

下列说法错误的是
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．是生成硫酸盐的催化剂 D．该过程中既有氧氢键的断裂又有氧氢键的生成
【答案】C
【分析】
图中过程①表示和反应生成和，过程②表示和加入一个水分子转化为和HNO2，由此分析。
【详解】
A．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”中中的氧原子和水分子中的氢原子，中的氧原子和水分子中的氢原子之间，主要靠氢键形成，故A不符合题意；
B．过程①表示转化为，硫元素的化合价从+4价转化为+5，过程②表示转化为，硫元素的化合价从+5价升高到+6价，硫元素的化合价都升高，均被氧化，故B不符合题意；
C．根据图中的转化关系，转化为HNO2，氮元素的化合价从+4价降低到+3价，氮元素的化合价降低，被还原，作氧化剂，故C符合题意；
D．根据图示过程，加入一个水分子转化为的过程，有水分子中氢氧键的断裂，加入一个水分子转化为HNO2的过程中有氢氧键的形成，故D不符合题意；
答案选C。
7．漂白粉在水中可与溶解的CO2发生反应：Ca(ClO)2+CO2+H2O=CaCO3↓+2HClO。下列表示相关微粒的化学用语错误的是
A．中子数为10的氧原子为O B．Ca2＋的结构示意图为
C．CO2的电子式为 D．HClO的结构式为H－Cl－O
【答案】D
【详解】
A. O原子的质子数为8，中子数为10的氧原子，其质量数为18，可以表示为O，故A正确；
B. Ca2＋核外电子数为18，Ca2＋的结构示意图为，故B正确；
C. 在CO2分子中，C与两个O原子分别形成2个共用电子对，CO2的电子式为，故C正确；
D. 在HClO分子中，O原子分别与H、Cl原子形成1个共用电子对，HClO的结构式为H－O－Cl，故D错误；
答案选D。
8．下列关于Na、C、N、S元素及其化合物的说法正确的是（ ）
A．原子半径：r(Na)>r(S)>r(C)>r(N)
B．Na2S2中只含离子键
C．N、S的氧化物对应水化物均为强酸
D．Na、S形成的化合物水溶液呈中性
【答案】A
【详解】
A．C、N元素位于第二周期，Na、S元素位于第三周期，电子层数相同，原子序数越大，半径越小，则r(C)>r(N)，r(Na)>r(S)；电子层数不同，电子层数越多，半径越大。则r(Na)>r(S)>r(C)>r(N)，故A正确；
B．Na2S2中既含离子键又含有共价键，故B错误；
C．N、S的最高价氧化物对应水化物均为强酸，没有指明是最高价，如：HNO2、H2SO3就不是强酸，故C错误；
D．Na、S形成的化合物水溶液不一定呈中性，如Na2S水溶液显碱性，Na2SO3水溶液显碱性，Na2SO4水溶液显中性等，故D错误；
答案选：A。
9．NaHCO3是一种离子化合物，下列关于该物质的叙述错误的是（ ）
A．所含四种元素的原子半径由小到大的顺序为：HHI
D．由于氢键的存在，影响了蛋白质分子独特的结构
【答案】C
【解析】A.冰中水分子排列有序，含有氢键数目增多，使体积膨胀，密度减小，因此冰能浮在水面上，是分子间存在氢键所致，A正确； B.乙醇与水分子间存在氢键，增加乙醇在水中的溶解度，所以由于氢键的存在，乙醇比甲醚更易溶于水，B正确； C.卤素的氢化物中只有HF含有氢键，卤素的氢化物的沸点：HF>HI>HBr>HCl，C错误；D.氢键具有方向性和饱和性，所以氢键的存在，影响了蛋白质分子独特的结构，D正确。
26．厌氧氨化法（Anammox）是一种新型的氨氮去除技术，下列说法中正确的是

A．1mol NH4+ 所含的质子总数为10NA[来源:]
B．1mol联氨（N2H4）中含有5mol共价键
C．1molNH4+经过过程I、II、III，（假设每步转化均完全）得到氮气的体积约为11.2L
D．该方法每处理1molNH4+，需要的NO2—为0.5mol
【答案】B
【解析】A、质子数等于原子序数，1mol NH4+ 所含的质子总数为11NA，故A错误；B、一个联氨（N2H4）分子中共含有5个共价键，所以1mol联氨（N2H4）中含有5mol共价键，故B正确；C、由图可知，经过过程I、II、III，（假设每步转化均完全）1molNH4+和1molNH2OH发生氧化还原反应生成1mol氮气，标况下的体积为22.4L，故C错误；D、由图可知，经过过程I、II、III，（假设每步转化均完全）1molNH4+和1molNH2OH发生氧化还原反应生成1mol氮气。由电子转移守恒可知，从整个过程来看，每处理1molNH4+，需要的NO2—为1mol，故D错误。
27．以下说法正确的是（ ）
A．18 g D2O和18 g T2O中含有的质子数均为10NA
B．0.5 mol·L－1 Ba(OH)2溶液中含有的OH－的数目为NA
C．过氧化钠与水反应时，生成0.1 mol氧气转移的电子数为0.2NA
D．某密闭容器盛有0.1 mol N2和0.3 mol H2，在一定条件下充分反应，转移电子的数目为0.6NA
【答案】C
【详解】
A．D2O和T2O分子中都含有10个质子，D2O、T2O的相对分子质量分别是20、22，则18 g D2O和18 g T2O的物质的量都小于1 mol，因此其中含有的质子数都小于10NA，A错误；
B．缺少溶液体积，只有溶液浓度，不能计算溶液中微粒数目，B错误；
C．过氧化钠与水反应时，O元素化合价由-1价变为-2价和0价，则生成0.1 mol O2转移0.2 mol电子，转移的电子数为0.2NA，C正确；
D．N2和H2合成NH3的反应为可逆反应，则某密闭容器盛有0.1 mol N2和0.3 mol H2，在一定条件下充分反应，反应产生NH3的物质的量小于0.2 mol，因此反应中转移电子的数目小于0.6NA，D错误；
故合理选项是C。
28．氮及其化合物的转化过程如图所示。下列分析合理的是

A．催化剂 a 表面发生了共价键的断裂和形成，但分子总数不变
B．在催化剂b 表面形成新的共价键时，存在微粒间的电子转移
C．N2 与H2 反应生成 NH3 的原子利用率不足 100%
D．催化剂 a、b 能提高反应的平衡转化率
【答案】B
【分析】
A．催化剂a表面是氢气和氮气反应生成氨气；
B．催化剂b表面是氨气催化氧化生成NO的反应；
C．由流程可知氮气和氢气反应，生成物只有氨气，原子利用率为100%；
D．催化剂改变反应速率不改变化学平衡。
【详解】
A. 催化剂a表面是氢气和氮气反应生成氨气，催化剂a表面发生了共价键的断裂和极性键的形成，分子总数减小，故A错误；
B. 催化剂b表面是氨气催化氧化生成NO的反应，发生的是氧化还原反应，存在微粒间的电子转移，故B正确； 
C. N2与H2反应生成NH3，反应物参加反应过程中原子利用率为100%，故C错误；
D. 催化剂a、b改变反应速率，不改变化学平衡，不能提高反应的平衡转化率，故D错误；
故答案选：B。
29．下列说法正确的是
A．H、D、T是氢元素的三种核素，它们互称为同位素
B．氯水、氨水、双氧水、王水是混合物，它们是常见的氧化剂
C．HCl、NH3、SO2是电解质，它们的水溶液都能导电
D．NaHCO3、NaHSO3、NaHSO4都属于酸式盐，它们的水溶液都显酸性
【答案】A
【详解】
A．H、D、T为氢元素的三种不同的原子，只是中子数不同，三者的中子数分别为0、1、2，彼此互为同位素，A项正确；
B．氨水一般作为弱碱应用于很多领域，其本身不具有氧化性，B项错误；
C．NH3和SO2本身不电离，不能导电，为非电解质。但其水溶液可以导电，C项错误；
D．NaHCO3、NaHSO3、NaHSO4都属于酸式盐，NaHSO4是强酸的酸式盐，可以电离出H+，使溶液显酸性；NaHSO3为酸式盐，可以电离，也可水解，但其电离程度大于水解程度，故其水溶液呈酸性；NaHCO3是弱酸的酸式盐，其酸根离子水解程度大于电离程度，所以它的水溶液显碱性，D项错误；
答案选A。
30．主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大,且均不大于20，部分性质如下表，下列说法正确的是
W
某种单质被称为地球的保护伞
X
X、W形成的化合物中阴阳离子个数比为1：2
Y
Y原子的最外层电子数等于X、W原子的最外层电子数之和
Z
X和Z不在同一主族

A．简单离子半径： Z＞Y＞X＞W
B．简单氢化物的沸点：W＞Y
C．W分别与X、Y、Z形成的化合物均含有离子键
D．X、Z的离子均能促进水的电离
【答案】B
【分析】
W的某种单质被称为地球生物的保护伞，则该物质为臭氧，W为O；X、W形成的化合物中阴阳离子个数比为1：2，W为氧元素，形成阴离子化合价为-2价，故X为金属，形成阳离子化合价为+1，即该元素最外层有1个电子，W、X、Y、Z是周期表中前20号原子序数依次增大的主族元素，所以X为Na，该化合物为Na2O；Y的最外层电子数是X、W的最外层电子数之和，即Y的最外层电子数是1+6=7，Y为Cl；Z的原子序数大于Cl的原子序数，且X和Z不在同一主族，故Z为Ca。W、X、Y、Z分别为：O、Na、Cl、Ca，据此分析解答。
【详解】
A．Y、Z形成离子时核外电子层为3层，电子排布相同，核电荷数大的离子半径小，则Z＜Y；W和X形成离子时核外电子排布相同，核电荷数大的离子半径小，则X＜W，故简单离子半径从大到小为：Y＞Z＞W＞X，故A错误；
B．W、Y分别为：O、Cl，其简单氢化物分别为H2O、HCl，水分子间存在氢键，则沸点：W＞Y，故B正确；
C．W分别与X、Z形成的化合物为氧化钠、氧化钙，均含有离子键，氯和氧元素形成的化合物没有离子键，故C错误；
D．X、Z的离子分别为Na+、Ca2+，均属于强碱的阳离子，对水的电离没有影响，故D错误；
答案选B。
31．下列说法正确的是（ ）
A．N2与N4互为同位素，相互之间能发生反应
B．氯气通入水中，有共价键的断裂和形成
C．KCl、KOH、NH3的水溶液都能导电，它们都属于电解质
D．戊烷的三种同分异构体所含化学键不同，因此沸点不同
【答案】B
【详解】
A. N2与N4互为同素异形体，相互之间能发生转化，A错误；
B. 氯气和水反应生成盐酸和次氯酸，反应时氯气和水分子内共价键断裂，生成的次氯酸是弱电解质、是共价化合物，分子内有共价键，有共价键的断裂和形成，B正确；
C. NH3的水溶液能导电，是溶于水生成一水合氨电离出可自由移动离子而导电、氨气自身不能电离出自由移动离子，故氨气属于非电解质，C错误；
D. 戊烷的三种同分异构体因碳架不同导致分子间作用力大小不同，因此沸点不同，D错误；
答案选B。

32．科学家从化肥厂生产的(NH4)2SO4中检出化学式为N4H4(SO4)2的物质，该物质的晶体中含有和两种离子，当遇到碱性溶液时，会生成N4分子。下列说法正确的是
A．N4H4(SO4)2不能与草木灰、K3PO4等化肥混合施用
B．N4H4(SO4)2的电离方程式为N4H4(SO4)2⇌+2
C．14N、N4与N2互为同位素
D．N4H4(SO4)2中只含共价键，不含离子键
【答案】A
【详解】
A．草木灰、K3PO4等化肥呈碱性，根据题给的信息遇到碱性溶液时，会生成N4分子，会使肥效降低，不能混合使用，故选A；
B．N4H4(SO4)2的电离方程式为N4H4(SO4)2=+2，故B不选；
C．N4与N2互为两种单质，不互为同位素，故C不选；
D．N4H4(SO4)2为离子化合物，含有离子键和共价键，故D不选。
答案选A