新教材高中化学第四章物质结构元素周期律高效作业23第2课时共价键含解析新人教版化学必修第一册

第2课时共价键
[A级新教材落实与巩固]
1．下列物质属于共价化合物的是( C )
A．KOH B．MgO
C．C2H6 D．NH4Cl
【解析】KOH、MgO属于含有活泼金属元素的离子化合物；NH4Cl为铵盐,也属于离子化合物；C2H6中C和H都不易失电子,只能形成共价键,C2H6属于共价化合物。

2．下列物质中,既有离子键,又有共价键的是( D )
A． NaCl B． MgCl2
C． H2O D． Ca(OH)2
3．下列物质中只含有共价键的是( C )
A．NaCl、HCl、H2O、NaOH
B．Cl2、Na2S、HCl、SO2
C．HBr、CO2、H2O、CS2
D．Na2O2、H2O2、H2O、O3
【解析】A项,NaCl中只含有离子键,HCl、H2O中只含有共价键,NaOH中既有离子键又有共价键；B项,Cl2、HCl、SO2分子中只有共价键,而Na2S中只有离子键；D项,Na2O2中既有离子键又有共价键,H2O2、H2O、O3分子中只有共价键。

4．金星大气中有一种称为硫化羰(COS)的分子,其结构与CO2类似。

下列有关COS分子的结构描述正确的是( C )
【解析】COS 的结构与CO 2相似,则其电子式为·· O ··, ·· ·· C ·· ·· S ··, ·
· ,结构式为O===C===S,故A 、D 项错误；COS 中只含有共价键,属于共价化合物,B 项错误,C 项正确。

5．下列有关物质结构的说法中正确的是(设N A 为阿伏加德罗常数的值)( B ) A ．构成单质分子的粒子一定含有共价键 B ．1.8 g NH ＋
4 中含有的电子数为N A C ．离子化合物中一定既有共价键又有离子键 D ．离子化合物中只存在阴、阳离子之间的吸引作用
【解析】构成单质分子的粒子中不一定含有共价键,如稀有气体分子,A 项错误；1.8 g NH ＋
4 的物质的量是0.1 mol,NH ＋
4 是10电子粒子,则其含有的电子数为N A ,B 项正确；离子化合物中一定含有离子键,如只含离子键的NaCl 等,也可能含有共价键,如NaOH 等,C 项错误；离子化合物中存在阴、阳离子之间的静电作用,包括引力和斥力,D 项错误。

6．下列物质中属于含共价键的离子化合物的是( B ) A ．H 2S B ．NH 4NO 3 C ．K 2S D ．MgCl 2
【解析】H 2S 中只含有共价键；NH 4NO 3中NH ＋
4 与NO －
3 之间以离子键结合,其中NH ＋
4 中N 与H 原子之间及NO －
3 中N 与O 原子之间都以共价键结合；K 2S 中两个K ＋
分别与S 2－
以离子键结合；MgCl 2中Mg 2＋
与两个Cl －
分别以离子键结合；H 2S 是共价化合物,NH 4NO 3、K 2S 、MgCl 2是离子化合物,其中NH 4NO 3是含共价键的离子化合物。

7．X 、Y 、Z 、M 、W 是五种短周期元素。

X 原子的质子数与电子层数相同,W 原子核外电子数是M 原子最外层电子数的2倍,Y 、Z 、M 、W 在周期表中的相对位置如图所示。

下列说法不正确的是( C )
A ．原子半径：W>Y>Z>M>X
B ．热稳定性：XM>X 2Z
C ．仅由X 、Y 、Z 三种元素形成的化合物中不可能含离子键
D ．WM 4分子中每个原子最外层均满足8电子结构
【解析】X 、Y 、Z 、M 、W 为五种短周期元素,X 原子的质子数与电子层数相同,则X 为H 元素；Y 、Z 、M 同周期且相邻,应为第二周期元素,W 位于第三周期,W 原子核外电子数是M 原子最外层电子数的2倍,设W 最外层电子数为x,则2＋8＋x ＝2(x ＋3),解得x ＝4,则W 为Si 元素,Y 为N 元素,Z 为O 元素,M 为F 元素。

同周期元素自左而右原子半径逐渐减小,电子层数越多原子半径越大,故原子半径：Si ＞N ＞O ＞F ＞H,A 项正确；元素的非金属性越强,其气态氢化物越稳定,由于非金属性：F ＞O,则热稳定性：HF ＞H 2O,B 项正确；H 、N 、O 三种元素形成的化合物可以是NH 4NO 3,NH 4NO 3中既有离子键又有共价键,C 项错误；WM 4为SiF 4,Si 、F 原子最外层均满足8电子结构,D 项正确。

8．下列说法正确的是( C )
A ．通过化学变化可以实现16
O 与18
O 之间的转化
B ．因为H 2O 的沸点高于H 2S,所以O 原子得电子能力大于S 原子
C ．某化合物熔融状态下能导电,该化合物中一定有离子键
D ． 16
O 2与18
O 2互为同位素
【解析】同位素之间的转化需通过核变化才能实现,属于物理变化,A 项错误；水分子间存在氢键,导致H 2O 的沸点高于H 2S,与O 、S 的非金属性强弱无关,B 项错误；熔融状态下能导电的化合物一定是离子化合物,只有离子化合物在熔融状态下能电离出自由移动的离子,一定含离子键,C 项正确；16
O 2与18
O 2均为分子,二者不能互为同位素,D 项错误。

9．已知：工业上煅烧石灰石的原理为CaCO 3=====高温
CaO ＋CO 2↑,生石灰与水反应制得熟石灰。

下列有关叙述不正确的是( D )
A ．碳酸钙、氧化钙是离子化合物,二氧化碳是共价化合物
B ．碳酸钙既含离子键又含共价键,氧化钙只含离子键
C ．生石灰与水反应生成熟石灰的过程中,既有离子键和共价键断裂,又有离子键和共价键生成
D ．二氧化碳既含极性共价键,又含非极性共价键
【解析】CaCO 3是由Ca 2＋
和CO 2－
3 通过离子键形成的离子化合物,CaO 是由Ca 2＋
和O 2－
形成的离子化合物,CO 2是碳原子和氧原子通过共价键形成的共价化合物,A 项正确；CaCO 3中的CO 2－
3 中碳原子和氧原子形成共价键,B 项正确；生石灰与水的反应中,CaO 被破坏离子键,水
被破坏共价键,生成Ca(OH)2时又有离子键和共价键生成,C 项正确；CO 2中只含有碳氧极性共价键,不存在非极性共价键,D 项错误。

10．下列说法正确的是( D ) A ．HCl 的电子式为H∶Cl B ．Na 2O 2只含有离子键
C ．质量数为12的C 原子符号为12C
D ．用电子式表示KBr 的形成过程：
【解析】氯原子核外最外层有7个电子,与氢原子形成的HCl 分子的电子式为H ·
· Cl ··,·· ·· ,A 项错误；Na 2O 2的电子式为Na ＋[·
· O ··,·· ·· O ··,·· ·· ]2－Na ＋,其中既有离子键,也有共价键,B 项错误；质量数应标在原子符号的左上角,质量数为12的C 原子符号应为12
C,C 项错误；KBr 形成过程中,钾原子失去一个电子变成钾离子,溴原子得到一个
电子变成溴离子,,D 项正确。

11．化学用语是学习化学的重要工具,请运用所学知识回答下列问题。

(1)写出表示含有8个质子、10个中子的原子的化学符号：__18
8 O__。

(2)请写出下列物质的电子式：
CO 2：__O ··,··__·· ·· C ·· ·· O ··,··____；Na 2O 2：__Na ＋[·
· O ··,··__·· O ··,··__·· ]2－Na ＋
__。

(3)请用电子式表示NaCl 的形成过程：。

(4)请写出第四周期第ⅡA 族元素对应的离子结构示意图：____。

(5)我们学过许多置换反应。

置换反应的通式可表示为单质(A)＋化合物(B)===化合物(A)＋单质(B)。

请写出满足以下要求的2个置换反应的化学方程式。

①所涉及的元素均位于短周期；②4种单质对应的元素分别属于4个不同的主族。

__2Al ＋6HCl===2AlCl 3＋3H 2↑__；__2Mg ＋CO 2=====点燃
2MgO ＋C__。

【解析】(1)含有8个质子、10个中子的原子,其质量数＝质子数＋中子数＝10＋8＝18,为氧元素,化学符号为18
8 O 。

(2)CO 2为共价化合物,每个O 原子与C 原子共用两对电子,电子式
为；Na 2O 2为离子化合物,其电子式为Na ＋
[
]2－Na ＋。

(3)氯
原子得到一个电子形成氯离子,钠原子失去一个电子形成钠离子,钠离子与氯离子形成氯化钠,。

(4)第四周期第ⅡA 族元素为Ca,失去两个电子形
成钙离子,离子结构示意图为。

(5)根据置换反应的特点以及参加反应的元素的要
求,结合置换反应的概念,得出符合条件的反应可以是2Al ＋6HCl===2AlCl 3＋3H 2↑,2Mg ＋CO 2=====点燃
2MgO ＋C 。

12．如表是元素周期表的一部分,表中列出了九种元素在周期表中的位置：
请用化学用语回答下列问题：
(1)在上述元素中,金属性最强的是__K__,在③～⑦元素中,原子半径最大的是__Mg__。

(2)①～⑨元素最高价氧化物对应的水化物中酸性最强的是__HClO 4__。

写出①和④的最高价氧化物对应的水化物反应的离子方程式：__Al(OH)3＋OH －
===AlO －
2 ＋2H 2O__。

(3)用电子式表示③和⑨形成化合物的过程：__
(4)表中元素①和⑦可以形成一种淡黄色物质X,写出X的电子式：
____,该物质所含化学键类型：__离子键和共价键__,0.1 mol X与水反应转移电子数为__0.1N A__。

(5)表中元素⑥和⑧可形成一种相对分子质量为66的共价化合物Y,Y分子中各原子均达
到“8电子稳定结构”,Y的电子式是__
【解析】(1)根据题目所给信息可知,金属性最强的元素在第ⅠA族,从上到下金属性逐渐增强,故②的金属性最强,为K；③～⑦中,原子半径最大的是Mg。

(2)元素非金属性越强,其最高价氧化物对应的水化物的酸性越强,①～⑨中O无最高正价、F没有正价,氯元素最高价氧化物对应的水化物酸性最强,分子式为HClO4；①的最高价氧化物对应的水化物为NaOH,④的最高价氧化物对应的水化物为Al(OH)3,两者发生反应的离子方程式为Al(OH)3＋OH－
＋2H2O。

(3)③和⑨形成的化合物是MgCl2,属于离子化合物,用电子式表示形成过程===AlO－
2
为。

(4)①和⑦形成的淡黄色物质是Na2O2,属于离子化合物,其电子式为
,该物质中所含的化学键是离子键和共价键,其与水反应的化学方程式为2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑,生成1 mol O2时转移2 mol电子,0.1 mol Na2O2与水反应生成0.05 mol O2,共转移电子0.1N A。

(5)⑥⑧形成的相对分子质量为66的共价化合物Y的分子式为N2F2,其电子式为。

[B级素养养成与评价]
13．元素符号、化学方程式、结构示意图、电子式、结构式等通常叫做化学用语。

下列有关化学用语的表示方法中错误的是( A )
【解析】次氯酸分子的电子式为,氢原子与氧原子之间有共用电
子对,A项错误；S2－的结构示意图为项正确；O—18的质量数为18、质子数为
8,符号为18
8
O,C项正确；CO2是直线形分子,碳与氧之间形成双键,故结构式为O===C===O,D项正确。

14．下列说法正确的是( A )
①若 R2－和 M＋的电子层结构相同,则原子序数：R＞M
②F2、Cl2、Br2、I2熔点随相对分子质量增大而升高
③BCl3、PCl5、CO2、H2O 分子中各原子均达到 8电子稳定结构
④干冰升华不会破坏共价键
⑤HF分子很稳定是由于 HF 分子之间能形成氢键
A．②④ B．①②④
C．②④⑤ D．③④⑤
【解析】R2－和M＋的电子层结构相同,则离子的核外电子数相等,且M处于R相邻的下一周期,所以原子序数：M＞R,①错误；F2、Cl2、Br2、I2是组成和结构相似的分子,熔点随相对分子质量增大而升高,②正确；PCl5、CO2分子中各原子均达到8电子稳定结构,但BCl3中B 原子、H2O中H原子未达到8电子稳定结构,③错误；干冰升华破坏分子间作用力,没有破坏化学键,④正确；分子稳定性是化学性质,与氢键无关,⑤错误；A项正确。

15．南京理工大学团队成功合成了能在室温下稳定存在的五氮阴离子盐
(N5)6(H3O)3(NH4)4Cl,五氮阴离子N－
5是制备全氮类物质N＋
5
N－
5
的重要中间体。

下列说法正确
的是( A )
A．(N5)6(H3O)3(NH4)4Cl中含四种离子
B．N＋
5 N－
5
属于离子化合物
C．每个N－
5
中含有35个电子
D．N＋
5 N－
5
中既含极性键又含非极性键
【解析】(N5)6(H3O)3(NH4)4Cl中含四种离子：N－
5、H3O＋、NH＋
4
、Cl－,A项正确；N＋
5
N－
5
是
由同种元素组成的纯净物,属于单质,B项错误；每个N－
5
中含有7×5＋1＝36个电子,C项错
误；N＋
5 N－
5
中只含非极性键,D项错误。

16．如表所示的五种元素中,W、X、Y、Z为短周期元素,这四种元素的原子最外层电子数之和为22。

下列说法正确的是( D )
A．X、Y、Z三种元素最低价氢化物的沸点依次升高
B．由X、Y和氢三种元素形成的化合物中只能有共价键
C．由X、Y两种元素形成的化合物都是酸性氧化物
D．T元素单质具有半导体的特性,T与Z元素可形成化合物TZ4
【解析】假设X的原子最外层电子数是a,则W的原子最外层电子数是a－1、Y的原子最外层电子数是a＋1、Z的原子最外层电子数是a＋2,因此4a＋2＝22,所以a＝5,所以X是N、Y是O、Z是Cl、W是Si、T是Ge。

X、Y、Z三种元素最低价氢化物分别是NH3、H2O、HCl,由于在NH3、H2O的分子之间都存在氢键,导致物质的熔、沸点升高,H2O的分子间氢键最强,因此沸点最高,A项错误；由X、Y和氢三种元素形成的化合物如NH4NO3,NH4NO3中含有共价键、离子键,B项错误；NO、NO2等均不是酸性氧化物,C项错误；由于T元素在元素周期表中处于金属与非金属的交界处,所以T元素的单质具有半导体的特性,T原子最外层有4个电子,Z 原子最外层有7个电子,所以T与Z元素可形成化合物TZ4,D项正确。

17．X、R、Y、Z、M为五种短周期元素,它们的原子半径和最外层电子数之间的关系如图所示,其中R的原子序数大于Z。

下列说法错误的是( A )
A．R的氧化物只含有离子键
B．最高价含氧酸的酸性：Y<M
C．最简单气态氢化物的稳定性：Y<Z
D．Z的简单氢化物可用作制冷剂
【解析】X、Y、Z、M、R为五种短周期元素,X、R原子最外层只有一个电子,为第ⅠA族元素；Y原子最外层有4个电子,位于第ⅣA族,Z原子最外层有5个电子,位于第ⅤA族,M原子最外层有6个电子,位于第ⅥA族；R原子半径最大,为Na元素,X原子半径最小,为H元素；Y原子和Z原子半径接近,M原子半径大于Y且最外层电子数大于Y,所以Y是C元素,Z是N 元素,M是S元素。

Na的氧化物有Na2O和Na2O2两种,Na2O2中既含离子键,又含共价键,A项错误；元素的非金属性越强,其最高价含氧酸的酸性越强,非金属性：C＜S,所以其最高价含氧酸的酸性：Y<M,B项正确；元素的非金属性越强,最简单气态氢化物越稳定,非金属性：C＜N,气态氢化物的稳定性：Y<Z,C项正确；液氨汽化吸热,导致周围空气温度急剧降低,常用作制冷剂,D项正确。

18．已知A、B、C、D为原子序数依次增大的短周期元素,E为地壳中含量最高的过渡金属元素。

A与D同主族,B与C同周期,且C与D的原子序数之和为20,C单质能与无色无味的液体m反应置换出B单质,D单质也能与m反应置换出A单质,A、B、C均能与D形成离子化合物。

下列说法正确的是( C )
A．E、B两元素形成的化合物都为黑色固体
B．B、D形成的离子化合物不可能含有共价键
C．D的单质只有还原性,没有氧化性
D．A与B只能形成1种10电子粒子
【解析】E为地壳中含量最高的过渡金属元素,E是Fe元素；无色无味液体m是水,钠与水反应生成氢气,F2与水反应生成HF和氧气,A与D同主族,B与C同周期,且C与D的原子序数之和为20,所以A是H元素、B是O元素、C是F元素、D是Na元素。

Fe和O两元素形成的化合物Fe2O3为红棕色固体,A项错误；O、Na形成的离子化合物Na2O2中含有共价键,B项
错误；金属Na只有还原性,没有氧化性,C项正确；H与O可以形成H2O、OH－、H3O＋三种10电子粒子,D项错误。

19．A、B、W、D、E为短周期元素,且原子序数依次增大,五种元素的核内质子数之和为39,B、W同周期,A、D同主族,A、W能形成两种液态化合物A2W和A2W2,E元素的周期序数与主族序数相等。

(1)A2W的电子式为____。

C__,E元素在周期表中的位置为__第三
(2)B中质子数和中子数相等的核素符号为__12
6
周期第ⅢA族__。

(3)W、D、E三种元素的简单离子半径由小到大的顺序为__Al3＋<Na＋<O2－__(填离子符号)。

(4)在一定条件下,D元素的单质能与A元素的单质化合生成DA,DA能与水反应放出氢气,则其化学方程式为__NaH＋H2O===NaOH＋H2↑__,若将1 mol DA和1 mol E单质混合加入足量的水中,充分反应后生成气体的体积是__56__L(标准状况下)。

(5)若要比较D和E的金属性强弱,下列实验方法中可行的是__B__。

A．将D单质置于E的盐溶液中,若单质D不能置换出单质E,说明D的金属性弱
B．将少量D、E的单质分别投入水中,若D反应而E不反应,说明D的金属性强
C．比较相同条件下D和E的最高价氧化物对应水化物的溶解性,若前者比后者溶解度大,说明D的金属性强
【解析】A、B、W、D、E为短周期元素,且原子序数依次增大,A、W能形成两种液态化合物A2W和A2W2,则A为氢元素,W为氧元素；E元素的周期序数与主族序数相等,则E为铝元素。

A、D同主族,则D为钠元素, 五种元素的核内质子数之和为39,则B的质子数为39－11－13－1－8＝6,故B为碳元素。

(1)A2W为H2O,其电子式为。

(2)B为碳元素,质子数和中子数相等的核素符号为12
C,E为铝元素,在周期表中的位置为第三周期第ⅢA族。

(3)W、D、E三种元素的简单 6
离子具有相同的电子层结构,核电荷数越大离子半径越小,故离子半径由小到大的顺序为Al3＋ < Na＋ < O2－。

(4)在一定条件下,D元素的单质能与A元素的单质化合生成NaH,NaH能与水反应放出氢气,则其化学方程式为NaH＋H2O===NaOH＋H2↑,若将1 mol NaH和1 mol Al单质混合加入足量的水中,根据反应：NaH＋H2O===NaOH＋H2↑、2NaOH＋2Al＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑,充分反应后生成气体(1＋1.5) mol＝2.5 mol, 标准状况下的体积是2.5 mol ×22.4
L·mol－1＝56 L。

(5)钠是金属活动性强的金属,直接与水反应而不能置换出铝,A错误；将少量D、E的单质分别投入水中,若D反应而E不反应,说明D的金属性强,B正确；金属的最高价氧化物对应的水化物的溶解性不能用于判断元素金属性的强弱,C错误。

20．A、B、C、D、E、F、G是短周期元素,元素周期表中B与C相邻,C与E同主族；A 中L层电子数是K层的2倍,B的电子数比C的电子数少1个；F元素的原子在周期表中半径最小；常见化合物D2C2与水反应生成C的气体单质,且溶液使酚酞溶液变红。

G是第三周期原子半径最小的主族元素。

(1)B在元素周期表中的位置：__第二周期第ⅤA族__；D的最高价氧化物对应水化物的电子式：
____,用电子式表示FGC的形成过程：____。

(2)B与F元素形成的18电子分子的电子式为___。

(3)A、B、C的气态氢化物的稳定性顺序为__CH4＜NH3＜H2O__(用分子式表示)；G的阴离子的还原性__小于__(填“大于”或“小于”)E的阴离子。

(4)F2C和F2E中,沸点较高的是__H2O__(填化学式),其主要原因是__水分子间存在氢键__。

(5)锡(Sn)是古代五金之一,在周期表中位于第五周期第ⅣA族,锡能和浓硫酸反应生成Sn(SO4)2和刺激性气味气体,反应的化学方程式为__Sn＋4H2SO4===Sn(SO4)2＋2SO2↑＋4H2O__。

【解析】由A中L层电子数是K层的2倍可知,A为C元素；F元素的原子在元素周期表中半径最小,则F为H元素；由常见化合物D2C2与水反应生成C的气体单质,且溶液使酚酞溶液变红可知,该反应为过氧化钠与水反应生成氢氧化钠和氧气,则D为Na元素、C为O元素；B的电子数比C的电子数少1个,则B为N元素；C与E同主族,则E为S元素；G是第三周期原子半径最小的主族元素,则G为Cl元素。

(1)B为N元素,位于元素周期表第二周期第ⅤA 族；D为Na元素,Na元素的最高价氧化物对应的水化物为离子化合物NaOH,电子式为
；FGC为共价化合物HClO,O原子分别与H、Cl原子形成共用电子
对。

(2)N与H形成的18电子分子为共价化合物N2H4,电子式为。

(3)非金属元素C、N、O的非金属性强弱顺序为C＜N＜O,元素非金属性越强,对应气态氢化物越稳定,则气态氢化物的稳定性顺序为CH4＜NH3＜H2O；非金属性：S＜Cl,元素非金属性越强,其对应离子还原性越弱,则Cl－的还原性小于S2－。

(4)H2O分子间存在氢键,沸点高于H2S。

(5)由题意可知锡能和浓硫酸反应生成Sn(SO4)2、SO2和H2O。