从巩固到提高高考化学二轮微专题37 共价键及相关性质

试卷更新日期：2023-02-11 类型：二轮复习

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一、单选题

1. 下列关于HF、 $H_{2} O$ 、 $N H_{3}$ 的说法错误的是（）

A、HF、 $H_{2} O$ 、 $N H_{3}$ 都是由极性键形成的极性分子 B、HF、 $H_{2} O$ 、 $N H_{3}$ 中共价键键长逐渐增大，键能逐渐减小 C、 $H_{2} O$ 、 $N H_{3}$ 的中心原子杂化方式相同 D、 $H_{2} O$ 比HF的沸点高是由于HF分子间不能形成氢键

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2. 下列有关σ键和π键的说法错误的是（）

A、π键是原子轨道“肩并肩”方式重叠形成的共价键 B、当原子形成分子时，首先形成σ键，可能形成π键 C、σ键较π键稳定 D、苯分子中含有12个σ键和3个π键

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3. 下列叙述正确的是（）

A、酸性： $H C O O H > C H_{3} C O O H$ B、键能： $P H_{3} > N H_{3}$ C、第一电离能：O>N D、键角： $P_{4} > C H_{4}$

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4. 下列说法正确的是（）

A、 $B F_{3}$ 分子形状呈三角锥形，是非极性分子 B、凡有规则外形的固体一定是晶体 C、电负性越大的元素，第一电离能也越大 D、 $C S_{2}$ 分子中σ键与π键的数目之比是1：1

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5. 反应 $2 N a_{2} S + N a_{2} C O_{3} + 4 S O_{2} = 3 N a_{2} S_{2} O_{3} + C O_{2}$ 可用于制备照相业定影剂硫代硫酸钠 $(N a_{2} S_{2} O_{3})$ 。下列说法正确的是（）

A、 $S O_{2}$ 是非极性分子 B、 $N a_{2} S_{2} O_{3}$ 既含离子键又含共价键 C、 $N a^{+}$ 和 $S^{2 -}$ 具有相同的电子层结构 D、 $C O_{2}$ 的电子式为

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6. 煤和石油是重要的能源物质，一方面对其开发利用推动人类社会快速进入工业文明时代，另一方面化石燃料燃烧产生 $C O_{2}$ 带来的环境问题日益凸显，“碳中和”已成为新时代绿色发展理念。煤经汽化、液化后再利用，可提高效能、降低污染，其常见原理为：
$C (s) + H_{2} O (g) = C O (g) + H_{2} (g) Δ H = 131.3 k J \cdot m o l^{- 1}$
$C O (g) + 2 H_{2} (g) = C H_{3} O H (g) Δ H = - 116 k J \cdot m o l^{- 1}$
$C O (g) + H_{2} (g) = H C H O (g) Δ H = - 32 k J \cdot m o l^{- 1}$
$C H_{3} O H 、 H C H O$ 等产物在化工生产中都有广泛用途。下列有关 $C O_{2} 、 C H_{3} O H 、 H C H O$ 的说法正确的是（）

A、 $H C H O$ 中 $H - C - H$ 的键角比 $C H_{3} O H$ 中的大 B、 $C O_{2}$ 的水溶液不能导电 C、 $H C H O$ 的空间构型为平面正三角形 D、 $C H_{3} O H$ 和 $C a C l_{2}$ 形成的 $[C a {(C H_{3} O H)}_{4}] C l_{2}$ 中有6个配位键

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7. 科学家为了解决电池的导电性问题，合成出了一种高效化合物，其结构如图1所示，其中W、Y、Z、X、Q均为短周期主族元素，其原子半径与原子序数的关系如图2，Z和Q位于同一主族。下列说法错误的是（）

A、简单离子的半径： $Q > Y > Z > X$ B、第一电离能： $Z > Y > Q$ C、简单氢化物分子的键角： $Z > Q$ D、W、X、Q均可与Z形成两种常见的二元化合物

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8. 下列化学用语使用正确的是（）

A、氯气的共价键电子云轮廓图： B、基态 $F e^{2 +}$ 的价层电子排布图： C、用电子式表示 $M g C l_{2}$ 的形成过程： D、 $C O_{2}$ 的空间填充模型：

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二、综合题

9. 铜是人类广泛使用的第一种金属，含铜物质在生产生活中有着广泛应用。回答下列问题：

(1)、铜锰氧化物(CuMn₂O₄能在常温下催化氧化一氧化碳和甲醛(HCHO)。
①基态Cu原子的M层电子排布式为。
②CO和N₂互为等电子体。标准状况下V L CO分子中π键数目为。

(2)、钙铜合金可用作电解法制备金属钙的阴极电极材料。钙在元素周期表中位于(填“s”、“p”、“d”或“ds")区。一种钙铜合金的结构如图(Ⅲ可看作是由Ⅰ、Ⅱ两种原子层交替堆积排列而形成的)。该钙铜合金中铜原子与钙原子的个数比为。

(3)、已知硫酸铜稀溶液呈蓝色，判断硫酸铜稀溶液中不存在的作用力有____(填英文字母)。

A、配位键 B、金属键 C、离子键 D、氢键 E、范德华力

(4)、已知Cu₂O的熔点为1235℃，Cu₂S的熔点为1130℃，Cu₂O熔点较高的原因是。

(5)、Cu²⁺可形成[Cu(X)₂]²⁺ ，其中X代表CH₃-HN-CH₂-CH₂-NH₂。则1 mol [Cu(X)₂]²⁺微粒中VSEPR模型为四面体的非金属原子共有mol。

(6)、一种含有Fe、Cu、S三种元素的矿物的晶胞(如图所示)，属于四方晶系(晶胞底面为正方形)，则该化合物的化学式为；若晶胞的底面边长为a nm，晶体的密度为p g·cm^-3 ，阿伏加德罗常数为N_A ，则该晶胞的高为nm。

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10. 材料是人类进步的基石，深入认识物质的结构有助于进一步开发新的材料。回答下列问题：

(1)、按照杂化轨道理论，基态B原子的价电子先激发，再杂化成键形成BCl₃。杂化前，处于激发态的B原子的价电子轨道表示式为____ ( 选填标号)。

A、 B、 C、 D、

(2)、已知：第四周期中3d轨道上没有未成对电子的过渡元素离子的水合离子为无色。下列离子形成的水合离子为无色的是____。

A、Sc³⁺ B、Cr³⁺ C、Fe³⁺ D、Zn²⁺

(3)、K₃[Fe(CN)₆]中所含元素电负性由大到小的顺序为， 1mol K₃[Fe(CN)₆]含有 molσ键；Ti³⁺能形成化合物[TiCl(H₂O)₅]Cl₂·H₂O，该化合物中Ti³⁺的配位数为。

(4)、Ni(CO)₄常温下呈液态，其分子空间构型为正四面体。解释其易溶于CCl₄、苯等有机溶剂的原因：。

(5)、纯水电离产生H₃O⁺、OH^- ，研究发现在某些水溶液中还存在 $H_{5} O_{2}^{+}$ 、 $H_{9} O_{2}^{+}$ 等微粒。
①H₂O分子的键角小于H₃O⁺离子的键角，原因是。
②画出 $H_{5} O_{2}^{+}$ 可能的一种结构式。

(6)、TiO₂通过氮掺杂反应生成TiO_2-xN_y ，表示如图。
①立方晶系TiO₂晶胞参数如图甲所示，若用N_A表示阿伏加德罗常数，其晶体的密度为g/cm³。
②图乙的结构可用化学式TiO_2-xN_y表示，其中x=。

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11. 氮族元素包括氮(N)、磷(P)、砷(As)、锑(Sb)、铋(Bi)，在性质上表现出从典型的非金属元素到典型的金属元素的一个完整的过渡。

(1)、下列氮原子的能量最低的是____。

A、 B、 C、 D、

(2)、①氮族元素简单氢化物的键角NH₃＞PH₃＞AsH₃ ，其原因是。
②南开大学某课题组成功合成了无机二茂铁类似物[Fe(η⁴- P₄)₂]^2-。环状 $P_{4}^{2 -}$ 是芳香性π配体，P的杂化方式是， $P_{4}^{2 -}$ 中的大π键应表示为(分子中的大π键可用符号 $π_{m}^{n}$ 表示，其中m代表形成大π键的原子数，n代表形成大π键的电子数)

(3)、雌黄的分子式为As₂S₃ ， 1个As₂S₃分子中孤电子对数目为。

(4)、天津理工大学科研团队制备出一种智能离子交换剂，由平行堆积的一维链阴离子(部分结构如下图)和K⁺阳离子组成，含有n个最简单元的阴离子可表示为。

(5)、①基态铋原子的价电子排布式为。
②铋的一种氧化物的立方晶胞结构如图所示，已知最近的两个铋离子之间的距离为a pm，阿伏加德罗常数为N_A ，则该晶体的密度为g·cm^-3(列出计算式即可)。

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12. 上海交大郑浩、贾金锋教授，利用低温强磁场扫描隧道显微镜在 $B i_{2} T e_{3} / N b S e_{2}$ 体系中成功产生并探测到分段费米面，发表于《Science》杂志。回答下列问题：

(1)、Bi与N、P同主族。基态Bi原子的价层电子排布式为；三者简单氢化物的还原性最强的是(填化学式)。

(2)、Se、Te与O同主族，Bi、Te、Se三种元素的电负性由大到小的顺序为， $S e O_{3}$ 中心原子的杂化方式为， Se与O分别与H形成的简单氢化物键角较大的是(填化学式)。

(3)、金属铌原子价电子构型为 $4 d^{4} 5 s^{1}$ ，其盐六氟铌酸铵是重要工业原料，结构如图。该盐的阴离子中含有的化学键为____(填标号)。

A、 $σ$ 键 B、 $π$ 键 C、金属键 D、配位键 E、离子键

(4)、硒化锌是制作高功率 $C O_{2}$ 激光器的最佳光学材料，其晶胞结构可看作是金刚石晶胞内部的碳原子被Se原子代替，顶点和面心的碳原子被Zn原子代替。如图为沿y轴投影的硒化锌晶胞中所有原子的分布图。与Zn最近的Se原子构成的立体结构为；若原子1的分数坐标为(0.75，0.25，0.25)，则原子2的分数坐标为；若硒化锌的晶体密度为 $ρ g \cdot c m^{- 3}$ ，阿伏加德罗常数的值为 $N_{A}$ ，则晶胞中Se和Zn的最近距离为pm(用代数式表示)。

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13. 2022年以来，全球化石能源价格一路飙升，对全球经济复苏产生巨大影响。氢能源是一种不依赖化石燃料的储量丰富的清洁能源。

(1)、电解水产氢是目前较为理想的制氢技术，这项技术的广泛应用一直被高价的贵金属催化剂所制约。我国科学家开发了一种负载氧化镍纳米晶粒的聚合物氮化碳二维纳米材料，大幅提高了催化效率。
①基态 Ni原子的价电子排布式为，该元素在元素周期表中的位置是。
②C、N、O的电负性的由大到小的顺序是。
③为寻找更多的金属催化剂，科学家从众多金属元素中选取Co、Fe、Cu进行了相关研究，并取得了成功。选取这三种金属进行相关研究的原因可能是。

(2)、开发新型储氢材料是氢能利用的重要研究方向。氨硼烷(NH₃BH₃)是一种潜在的储氢材料，可由(HB=NH)₃(结构为平面六元环状)通过如下反应制得：3CH₄+2(HB=NH)₃+6H₂O=3CO₂+6NH₃BH₃。
①请解释CH₄、H₂O、CO₂的键角大小顺序。
②(HB=NH)₃中B、N原子的杂化轨道类型分别为。
③氨硼烷(NH₃BH₃)中N、B都达到稳定结构，用化学键表示出(NH₃BH₃)分子的结构式。

(3)、有储氢功能的铜银合金晶体具有立方堆积结构，晶胞中Cu原子位于面心，Ag原子位于顶点，氢原子可进到由Cu原子与Ag原子构成的全部四面体空隙中。
①该晶体储氢后的化学式为。
②储氢材料的储氢能力= $\frac{储氢后氢气的密度}{标准状况下氢气的密度}$ ，若晶胞参数为apm，忽略吸氢前后晶胞的体积变化，标准状况下氢气的密度为bg·cm^-3 ，则该储氢材料的储氢能力为。(N_A表示阿伏加德罗常数，写出表达式即可)

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14. 含铜物质在生产生活中有着广泛应用回答下列问题：

(1)、基态Cu原子最高能层的电子排布式为。

(2)、CuCl₂稀溶液中存[Cu(H₂O)₆]²⁺。已知d轨道也可以参与杂化，则[Cu(H₂O)₆]²⁺中Cu的杂化方式为____(填选项字母)。

A、sp³ B、sp³d C、sp³d² D、dsp²

(3)、铜盐属于重金属盐，铜盐中毒可用青霉胺解毒，解毒原理如下：Cu²⁺能与青霉胺形成环状络合物，该环状络合物无毒、易溶于水，可经尿液排出。
①比较硫化氢与氨气键角的大小：H₂SNH₃(填“>”或“<”) 。
②第二周期元素中，第一电离能大于N的元素有(用元素符号表示)。
③请解释该化合物易溶于水的主要原因：。
④该环状络合物中，VSEPR模型为四面体或正四面体的非金属原子共有个。

(4)、Cu⁺与CN^-形成长链阴离子，其结构片段如图所示，该阴离子中σ键与π键数目之比为。

(5)、一种由Cu、In、Te组成的高熵合金具有优良的热电性能，其四方晶胞如图所示：
①In的配位数为；晶体中Te原子填充在Cu、In围成的四面体空隙中，则四面体空隙的占有率为。
②若晶胞底边正方形的边长均为anm，高为cnm，阿伏加德罗常数的值为N_A设晶体的最简式的式量为Mr，则该晶体的密度为g·cm^-3(列出计算式)。

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15. 我国科学家最近开发的 $α - B_{2.6} C @ T i O_{2} / T i$ 催化剂可实现NO还原制 $N H_{3}$ ，为资源回收利用提供新思路。请回答下列问题：

(1)、基态Ｎ原子价层电子排布图为。

(2)、上述物质所含的第二周期元素中，第一电离能由大到小的顺序为(填元素符号，下同)；电负性由小到大的顺序为。

(3)、氨硼烷( $H_{3} N B H_{3}$ )是一种新型储氢材料。 $H_{3} N B H_{3}$ 分子中B原子的杂化方式为。 $N H_{3}$ 中的∠HNH(填“>”、“<”或“=”) $H_{3} N B H_{3}$ 中的∠HNH。

(4)、已知 $B_{4} C$ (碳化硼)，BN(氮化硼)的熔点依次为2550℃、3300℃，这两种物质的点存在差异的主要原因是。

(5)、已知 $T i O_{2}$ 的晶胞结构如图1所示，该晶胞中含有的阳离子数为，阳离子的配位数为。

(6)、钛晶体有两种晶胞结构(如图2和图3所示)。图2中晶胞的空间利用率(φ)为(用含π的式子表示)；已知图3中晶胞底边长为anm，高为cnm，N_A代表阿伏加德罗常数的值，则该晶体密度为(用含a、c、N_A的代数式表示) $g \cdot c m^{- 3}$ 。

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16. 氢键对生命活动具有重要意义。DNA中四种碱基间的配对方式如图。(~代表糖苷键)

(1)、基态N的核外电子排布式为。

(2)、碱基中的—NH₂具有一定的碱性，可以结合H⁺形成—NH $_{3}^{+}$ ，从结构角度解释可以结合的原因：。

(3)、鸟嘌呤是一种常见的碱基。
①鸟嘌呤中2号N的杂化类型为。
②鸟嘌呤中N—H键的平均键长。(填“大于”“小于”或“等于”)0.29nm。

(4)、氢键在DNA复制过程中起重要作用
①碱基中，O、N能与H形成氢键而C不能，原因是。
②下列说法正确的是(填序号)。
a.氢键的强度较小，在DNA解旋和复制时容易断裂和形成
b.鸟嘌呤与胞嘧啶之间的相互作用比腺嘌呤与胸腺嘧啶之间的更强
c.碱基配对时，一个H可以同时与多个原子形成氢键

(5)、一定条件下鸟嘌呤会发生异构化，其1号N上的H会转移到O上形成-OH。
①鸟嘌呤异构化后的结构简式为。
②鸟嘌呤异构化后最有可能配对的嘧啶碱基是。。

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17. 我国科学家发现AgCrS₂(AMX₂家族成员之一，A为一价金属，M为三价金属，X为氧族元素)在室温下具有超离子行为。回答下列问题：

(1)、一个原子轨道填充2个自旋方向相反(顺时针和逆时针)的电子。原子中电子有两种相反的自旋状态，分别用 $+ \frac{1}{2}$ 和 $- \frac{1}{2}$ 表示，称为电子的自旋磁量子数，则基态硫原子核外最多有个电子顺时针旋转。基态铬原子自旋磁量子数的代数和为。

(2)、① $Z n 、 O 、 S 、 S e$ 的电负性由大到小的顺序为(填元素符号)。
②科学家用亚硒酸盐和硫酸盐跟踪固氮酶，研究反应机理。SeO $_{3}^{2 -}$ 的空间构型为， TeO $_{4}^{2 -}$ 中碲原子的杂化类型是。
③H₂O、H₂S、H₂Se、H₂Te的键角依次(填“变大”、“变小”或“不变”)。

(3)、配合物[Cr(OH)₃(H₂O)en](en为H₂NCH₂CH₂NH₂)中(Cr与O、N均形成了配位键)，H₂O形成[[Cr(OH)₃(H₂O)en])]后，H-O-H键角将(填“变大”、“变小”或“不变”)。

(4)、Cu₂S呈黑色或灰黑色，已知：晶胞中S^2-的位置如图1所示，Cu⁺位于S^2-所构成的四面体中心，晶胞的侧视图如图2所示。
Cu⁺填充了晶胞中四面体空隙的百分率是， S^2-配位数为。已知图1中A原子的原子分数坐标为(0，0，0)，则与A原子距离最近的Cu⁺的原子分数坐标为。若晶胞参数a nm，晶体的密度为d g·cm^-3 ，则阿伏加德罗常数的值为(用含a和d的式子表示)。

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18. 钼(Mo)是一种战略金属元素，钼单质及其化合物广泛用于炼钢、电子工业、石油化工、航天和机械工业等领域。回答下列问题：

(1)、基态Mo原子的核外电子排布式为[Kr]4d⁵5s¹ ， Mo元素属于周期表中的区元素，其最高能级电子的电子云轮廓形状为。

(2)、某含钼化合物是一种石油工业中的优良催化剂，其分子的结构简式如图1所示。
①组成该化合物的非金属元素的电负性由大到小的顺序为(用元素符号表示)。
②该分子中采用sp²杂化的非金属元素的原子个数为。

(3)、Mo原子和CO形成的配合物Mo(CO)₆在电磁领域、隐身材料领域有重要应用，该配合物中提供孤电子对的原子为(填元素符号)，该配合物中碳氧三键的键长(填“>”“=”或“<”)CO分子中的碳氧三键的键长。

(4)、与Mo同周期的Rb为37号元素，金属Rb的熔点为38.89℃，金属Mo的熔点为2620℃，金属Mo的熔点远高于金属Rb的原因为。

(5)、磷和钼形成的某种化合物的立方晶胞如图2所示，已知晶胞中Mo位于顶点和面心，而P原子位于棱边中点和体心。
①P原子的配位数为。以A为原点建立三维坐标系，请在图3中画出晶胞中各原子沿z轴的透视图(用“”代表Mo原子，用“”代表P原子，用“ $\nabla$ ”代表Mo原子和P原子的重合)。
②若晶胞中距离最近的Mo原子之间的距离为anm，阿伏加德罗常数的值为N_A ，则该晶体的密度为g·cm^-3。(列出计算式即可)

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19. 2022年春晚中舞蹈诗剧《只此青绿》感动国人。回答下列问题：

(1)、石青，化学式为Cu₃(CO₃)₂(OH)₂ ，基态Cu²⁺核外电子的空间运动状态有种。

(2)、亚铁氰化钾，化学式为K₄[Fe(CN)₆]。[Fe(CN)₆]^4-中配体CN^-的配位原子是(填元素符号)，CN^-中C原子的杂化方式， [Fe(CN)₆]^4-中σ键和π键的数目之比为。

(3)、Cu₂S晶胞中S^2-的位置如图1所示，侧视图如图2所示，Cu⁺位于S^2-所构成的四面体中心。
Cu⁺填充了晶胞中四面体空隙的百分率是， S^2-配位数为。若晶胞参数a nm，晶体的密度为dg·cm^-3 ，则阿伏加德罗常数的值为(用含a和d的式子表示)。

(4)、Cu²⁺可与H₂O、Cl^-、NH₃等配体形成配位数为4的配离子，如[Cu(H₂O)₄]²⁺、[CuCl₄]^2-、[Cu(NH₃)₄]²⁺。某同学按如下步骤完成实验：
①[Cu(H₂O)₄]²⁺呈蓝色，但溶液Ⅰ却呈黄绿色，其原因是，为了能观察到溶液Ⅰ中[Cu(H₂O)₄]²⁺呈蓝色，可采取的方法是。
②CuCl₂溶液中的铜主要以[Cu(H₂O)₄]²⁺、[CuCl₄]^2-形式存在。常温下，将CuCl₂溶于浓盐酸中，测定平衡体系中：[Cu(H₂O)₄]²⁺浓度为a mol•L^-1、Cl^-浓度为b mol•L^-1、[CuCl₄]^2-浓度为c mol•L^-1 ， Cl^-的转化率为(用a、b、c中的字母表示)。
③常温下，用惰性电极电解浓度较大的CuCl₂溶液，当电解到阴极附近出现蓝色Cu(OH)₂絮状物，经测定阴极附近溶液的pH=m，此时阴极附近c(Cu²⁺)=mol•L^-1(已知：Cu(OH)₂的K_sp=2.2×10^-20)
④向溶液Ⅱ中通入NH₃至过量观察到的现象是。

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从巩固到提高 高考化学二轮微专题37 共价键及相关性质

一、单选题

二、综合题

从巩固到提高高考化学二轮微专题37 共价键及相关性质