高考化学 化学键综合经典题一、化学键练习题（含详细答案解析）1．据《自然·通讯》(Nature Communications)报道，我国科学家发现了硒化铜纳米催化剂在二氧化碳电化学还原法生产甲醇过程中催化效率高。

铜和硒等元素化合物在生产、生活中应用广泛。

请回答下列问题：(1)基态硒原子的价电子排布式为________；硒所在主族元素的简单氢化物中沸点最低的是________。

(2)电还原法制备甲醇的原理为2CO 2+4H 2O 2CH 3OH+3O 2。

①写出该反应中由极性键构成的非极性分子的结构式________；②标准状况下，V L CO 2气体含有________个π键。

(3)苯分子中6个C 原子，每个C 原子有一个2p 轨道参与形成大π键，可记为(π66右下角“6”表示6个原子，右上角“6”表示6个共用电子)。

已知某化合物的结构简式为，不能使溴的四氯化碳溶液褪色，由此推知，该分子中存在大π键，可表示为_______，Se 的杂化方式为________。

(4)黄铜矿由Cu +、Fe 3+、S 2-构成，其四方晶系晶胞结构如图所示。

则Cu +的配位数为________；若晶胞参数a=b=524pm ，c=1032pm ，用N A 表示阿伏加德罗常数的值，该晶系晶体的密度是________g·cm -3(不必计算或化简，列出计算式即可)。

【答案】4s 24p 4 H 2S 或硫化氢 O =C =O A VN 11.2π65 sp 2 4 ()()21010A 64456432852410103210N --⨯+⨯+⨯⨯⨯⨯或()()21010A184452410103210N --⨯⨯⨯⨯【解析】【分析】(1)根据原子的构造原理书写基态硒原子的价电子排布式；根据同族元素形成的化合物的相对分子质量越大，物质的熔沸点越高，H 2O 分子之间存在氢键，物质的熔沸点最高分析判断；(2)①化合物分子中都含有极性键，根据分子的空间构型判断是否属于非极性分子，并书写其结构简式；②先计算CO 2的物质的量，然后根据CO 2分子中含有2个π键计算π键个数；(3)根据化合物中原子个数及参与形成化学键的电子数目书写大π键的表示；(4)根据四方晶系CuFeS 2晶胞结构所示分析可知亚铜离子形成四个共价键，硫原子连接两个亚铁离子和两个亚铜离子；用均摊方法，结合晶胞结构计算一个晶胞在含有的各种元素的原子个数，确定晶胞内共CuFeS 2的数目，a=b=0.524nm ，c=1.032nm ，则晶体的密度=m V 计算。

【详解】(1)Se 是34号元素，根据原子核外电子排布的构造原理，可知其核外电子排布式是1s 22s 22p 63s 23p 63d 104s 24p 4，基态硒原子的价电子排布式为4s 24p 4；硒所在主族元素是第VIA ，简单氢化物化学式通式是H 2X ，这些氢化物都是由分子构成，分子之间通过分子间作用力结合，分子间作用力随相对分子质量的增大而增大，分子间作用力越大，克服分子间作用力使物质气化消耗的能量就越高，物质的熔沸点就越高，由于H 2O 分子之间存在氢键，增加了分子之间的吸引力，使其熔沸点在同族元素中最高，故第VIA 的简单氢化物中沸点最低的是H 2S ；(2)①在方程式中的三种化合物分子中都存在极性共价键。

其中CO 2是由极性键构成的非极性分子，其空间构型为直线型，结构式是O=C=O ；②VL 标准状况下CO 2的物质的量是n(CO 2)=VL 22.4/22.4V L mol =mol ，由于在1个CO 2分子中含有2个π键，所以22.4V molCO 2气体中含有的π键数目为22.4V mol×2×N A /mol=A VN 11.2； (3)已知某化合物的结构简式为，不能使溴的四氯化碳溶液褪色，由此推知，该分子中存在大π键，根据结构简式可知，形成大π键的原子个数是5个，有6个电子参与成键，因此可表示为π65，其中Se 的杂化方式为sp 2；(4)根据晶胞结构分析可知，由面心上Cu 与2个S 相连，晶胞中每个Cu 原子与4个S 相连，Cu +的配位数为4；②晶胞中Fe 2+数目=8×18+4×12+1=4，Cu +的数目=6×12+4×14=4，S 2-数目为8×1=8，所以晶胞内共含4个CuFeS 2，a=b=524pm ，c=1032pm ，则晶体的密度ρ=()()21010A 64456432852410103210N m V --⨯+⨯+⨯=⨯⨯⨯g/cm 3或()()21010A184452410103210N --⨯⨯⨯⨯g/cm 3。

【点睛】本题考查了原子结构、核外电子排布式、物质的熔沸点高低比较、化学键形成、微粒的空间结构、晶胞结构的计算应用，掌握构造原理及物质结构与物质性质的关系和均摊方法在晶胞计算的应用是解题关键，要熟练掌握原子杂化理论，用对称思维方式判断分子的极性，弄清长度单位的换算在晶胞密度计算的应用，该题同时考查了学生的空间想象能力和数学计算与应用能力。

2．(1)下面列出了几组物质：A．金刚石与石墨；B．丙烯与环丙烷；C．氕与氘；D．甲烷与戊烷；E.液氨与氨水；F. 与；G. 与，请将物质的合适组号填写在空格上。

①同位素_________②同素异形体_________③同系物_________④同分异构体_________⑤同一物质_________。

(2)下列物质中：①Ar ②MgBr2③Na2O2④H2SO4⑤CS2⑥NH4Br ⑦BaO ⑧RbOH。

只存在共价键的是_________ (填序号，下同)，只存在离子键的是_________，既存在离子键又存在极性共价键的是_________，既存在离子键又存在非极性共价键的是_________。

(3)异丁烷的一氯代物有_________种，新戊烷的一氯代物有_________种。

C3H2Cl6的同分异构体有_________种，C5HCl11的同分异构体有_________种，乙烷和氯气在光照条件下发生取代反应所得产物最多有_________种。

【答案】C A D B、F G ④⑤②⑦⑥⑧③ 2 1 4 8 10【解析】【分析】【详解】(1)上述物质中，①氕与氘的质子数相同，中子数不同的同一种元素的不同核素称为同位素，故答案为：C；②金刚石和石墨是由同一种元素组成的不同种单质，互为同素异形体，故答案为：A；③甲烷和戊烷是结构相似，分子组成相差4个CH2原子团的同一类有机物，互称为同系物，故答案为：D；④丙烯与环丙烷的分子式均为C3H6，但结构不同，与的分子式均为C5H12相同，但结构不同，分子式相同，结构不同的化合物互为同分异构体，故答案为：B、F；⑤与属于同一种物质，故答案为：G；(2)①Ar为单原子分子，不含有化学键；②MgBr2是离子化合物，Mg2+和Br-形成离子键；③Na2O2是离子化合物，Na+和O22-形成离子键，O22-中O和O形成非极性共价键；④H2SO4是共价化合物，只存在极性共价键；⑤CS2是共价化合物，C和S形成极性共价键；⑥NH4Br是离子化合物，NH4+和Br-形成离子键，NH4+中N和H形成极性共价键；⑦BaO是离子化合物，Ba2+和O2-形成离子键；⑧RbOH是离子化合物，Rb+与OH-形成离子键，OH-中H和O形成极性共价键；综上所述，只存在共价键的是④⑤，只存在离子键的是②⑦，既存在离子键又存在极性共价键的是⑥⑧，既存在离子键又存在非极性共价键的是③，故答案为：④⑤；②⑦；⑥⑧；③；(3)异丁烷(2-甲基丙烷)有两种等效氢，其一氯代物有2种；新戊烷(2，2-二甲基丙烷)只有一种等效氢，其一氯代物有1种；分子式为C3H2Cl6的有机物可以看作C3Cl8中的两个Cl原子被两个H原子取代，碳链上的3个碳中，两个氢原子取代一个碳上的氯原子，有两种，CCl3-CCl2-CClH2（取代那面甲基上的氢原子时一样）、CCl3-CH2-CCl3；分别取代两个碳上的氯原子，有两种：CCl2H-CCl2-CCl2H （两个边上的），CCl2H-CHCl-CCl3（一中间一边上），故C3H2Cl6共有4种；C5HCl11可看作C5C12中的一个Cl被H取代，先定碳骨架：C5有三种碳骨架：、、，后根据对称性移动官能团：氢原子的位置有、、，因此C5HCl11的同分异构体有3+4+1=8种；乙烷和氯气在光照条件下发生取代反应所得产物中，一氯取代物有1种，二氯取代物有2种，三氯取代物有2种，四氯取代物有2种（与二氯取代物个数相同），五氯取代物有1种（与一氯取代物个数相同），六氯取代物1种，另外还有氯化氢生成，所以共有10种；综上所述，答案为：2；1；4；8；10。

3．（1）双氧水(H2O2)是一种绿色氧化剂，它的电子式为__。

（2）在常压下，乙醇的沸点（78.2℃）比甲醚的沸点（-23℃）高。

主要原因是__。

（3）联氨（又称肼，分子式N2H4）是一种应用广泛的化工原料，可用作火箭燃料。

联氨为二元弱碱，在水中的电离方程式与氨相似。

①肼的水溶液显碱性原因是__（请用肼在水中一级电离的方程式来表示）。

②联氨与硫酸形成的酸式盐的化学式为__。

【答案】乙醇分子间形成了氢键，而甲醚却不能 N2H4+H2O⇌NH2NH3++OH-N2H6(HSO4)2【解析】【分析】【详解】(1)双氧水(H2O2)是一种绿色氧化剂，双氧水是共价化合物，电子式为；(2)在常压下，乙醇的沸点(78.2℃)比甲醚的沸点(-23℃)高。

主要原因是乙醇分子间形成了氢键，而甲醚却不能；(3)①联氨在水中的电离方程式与氨相似, 则联氨的第一步电离方程式为：N2H4+H2O⇌NH2NH3++OH-，则肼的水溶液显碱性。

②联氨为二元弱碱，第一步电离方程式为：N2H4+H2O⇌N2H5++OH-，第二步电离方程式为：N2H5++H2O⇌N2H62++OH-，则联氨与硫酸形成的酸式盐的化学式为N2H6(HSO4)2。

4．有X、Y、Z、W、M五种短周期元素，其中X、Y、Z、W同周期，Z、M同主族；X＋与M2－具有相同的电子层结构；离子半径：Z2－＞W－；Y的单质晶体熔点高、硬度大，是一种重要的半导体材料。

请回答下列问题：(1)Y元素的名称________；(2)W在元素周期表中的位置是第________周期第________族；(3)X2M2中存在的化学键有________、________；(4)Z、W氢化物的稳定性顺序为________。

（用化学式表示）【答案】硅三ⅦA离子键共价键HCl＞H2S【解析】【分析】Y的单质晶体熔点高、硬度大，是一种重要的半导体材料，则Y是Si元素，又因为X、Y、Z、W同周期，所以X、Y、Z、W属于第三周期，由离子半径：Z2-＞W-、X+与M2-具有相同的电子层结构，可知X、Z、W分别为Na、S、Cl元素，又因为Z、M同主族且X、Y、Z、W、M均为短周期元素，则M为第二周期的O元素。