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考点17 化学键
[题组一 基础小题]
1.现有如下各说法:①在水中氢、氧原子间均以化学键相结合。②金属和非金属化合形成离子键。③离子键是阳离子、阴离子的相互吸引。④根据电离方程式:HCl===H++Cl-,判断HCl分子里存在离子键。⑤H2分子和Cl2分子的反应过程是H2、Cl2分子里共价键发生断裂生成H、Cl原子,而后H、Cl原子形成离子键。
上述各种说法( )
A.①③⑤正确 B.都不正确
C.仅④正确 D.仅①正确
答案 B
解析 水分子内H、O原子间以化学键相结合,而分子间存在氢键,故①叙述不正确;离子键不是存在于任何金属和非金属微粒间,如AlCl3为共价化合物,故②叙述不正确;在离子化合物中,阴、阳离子间存在相互作用,但不单指吸引力,还有相互排斥力,故③叙述不正确;HCl分子中不存在离子,它属于共价化合物,分子中没有离子键,故④、⑤叙述均不正确。
2.下列物质按只含离子键、只含共价键、既含离子键又含共价键的顺序排列的是( )
A.氯气 二氧化碳 氢氧化钠
B.氯化钠 过氧化氢 氯化铵
C.氯化钠 过氧化钠 氯化铵
D.氯化钠 氦气 氢氧化钠
答案 B
解析 Cl2只含有共价键,A错误;NaCl只含有离子键,H2O2只含有共价键,NH4Cl中既含有离子键,又含有共价键,B正确;Na2O2
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中既含有离子键又含有共价键,C错误;氦气中没有共价键,D错误。
3.下列对化学键的认识正确的是( )
A.化学变化中一定存在化学键的断裂和形成,物理变化中一定不存在化学键的断裂和形成
B.化学键可以使原子相结合,也可以使离子相结合
C.断裂化学键要放出能量,形成化学键要吸收能量
D.离子化合物中一定只含离子键
答案 B
解析 A项,HCl溶于水为物理变化,但是H—Cl键断裂,错误;C项,断裂化学键需要吸收能量,形成化学键需要放出能量,错误;D项,离子化合物中一定含有离子键,可能含有共价键,如NH4Cl,错误。
4.下列说法中正确的是( )
A.HF、HCl、HBr、HI的热稳定性依次减弱,沸点却依次升高
B.熔融状态下能导电的化合物一定含离子键;金属与非金属元素形成的化合物一定是离子化合物
C.NCl3分子中所有的原子均为8电子稳定结构
D.NaHSO4晶体中阴、阳离子的个数比是1∶2,且熔化时破坏的是离子键和共价键
答案 C
解析 HF可以形成分子间氢键,所以沸点最高;金属与非金属元素形成的化合物不一定是离子化合物,如AlCl3;NaHSO4晶体中阴离子是HSO、阳离子是Na+,阴、阳离子的个数比是1∶1并且熔化时只破坏离子键。答案选C。
5.下列有关化学用语的表示方法中正确的是( )
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答案 D
解析 H2O2是共价化合物,不是由离子形成的,H2O2的电子式为,A错误;缺少碘离子的最外层电子,B错误;元素符号左下角数字表示的是质子数,碳原子的质子数是6,C错误;D正确。
6.在“石蜡→液体石蜡→石蜡蒸气→裂化气”的变化过程中,被破坏的作用力依次是( )
A.范德华力、范德华力、范德华力
B.范德华力、范德华力、共价键
C.范德华力、共价键、共价键
D.共价键、共价键、共价键
答案 B
解析 石蜡在液化与汽化过程中需要破坏范德华力,变为裂化气时发生化学变化,要破坏共价键,选项B正确。
7.化学键使得一百多种元素构成了丰富多彩的世界,关于化学键下列说法正确的是( )
①非金属元素不可能组成离子化合物 ②构成分子的粒子一定含有共价键 ③共价化合物中可能含有离子键 ④离子化合物中可能含有共价键 ⑤非极性键只存在于双原子单质分子里 ⑥
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不同元素组成的多原子分子里的化学键一定都是极性键
A.①②④⑥ B.②④⑤⑥
C.①③⑤⑥ D.只有④
答案 D
解析 ①项,离子化合物一般是由金属元素和非金属元素(或金属与原子团)组成,但有些非金属元素间也能组成离子化合物,如铵盐NH4Cl、(NH4)2SO4等;②项,稀有气体是单原子分子,分子中没有化学键;③项,共价化合物中只含共价键(可以是极性键,也可以是非极性键),一定不含离子键;④离子化合物中一定存在离子键,对于复杂离子化合物还可能含有极性键、非极性键,如NaOH、Na2O2、NH4Cl等;⑤项,非极性键不仅存在于双原子单质分子里,在多原子单质分子(如O3)、化合物(如H2O2、Na2O2)中也存在非极性键;⑥项,不同元素组成的双原子分子里的化学键只含极性键,但多原子分子中可能含有极性键和非极性键(如H2O2)。
8.科学家研制出了可望成为高效火箭推进剂的N(NO2)3,下列有关N(NO2)3分子的说法正确的是( )
A.该物质是只含共价键的共价化合物
B.该物质中既含共价键也含离子键
C.该物质是离子化合物
D.该物质的组成微粒是阴阳离子
答案 A
解析 根据题中信息可知,该物质由分子构成,组成微粒是分子,不含离子键,不是离子化合物。所以A选项正确。
9.下列说法正确的是( )
A.NH4NO3中不含共价键
B.稀有气体分子中不含化学键
C.干冰升华时,分子内共价键会发生断裂
D.金属元素和非金属元素形成的化合物一定是离子化合物
答案 B
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解析 A项,NH4NO3中既含有离子键又含有共价键,错误;B项,稀有气体为单原子分子,不含化学键,正确;C项,干冰升华时,CO2分子未被破坏,即其分子内的共价键未被破坏,错误;D项,活泼金属元素Al与活泼非金属元素Cl形成共价化合物AlCl3,错误。
10.如图为元素周期表短周期的一部分,下列有关A、B、C、D四种元素的叙述中不正确的是 ( )
A.A、C两元素形成的化合物都为共价化合物
B.AD2的电子式为
C.B、C形成的化合物BC中所含化学键为非极性共价键
D.B2的结构式为N≡N
答案 C
解析 根据A、B、C、D四种元素在周期表中的位置可知,A、B、C、D分别为C、N、O、S四种元素。CO、CO2都为共价化合物,A正确;CS2的电子式为,B正确;NO为极性共价键,C错误;N2的结构式为N≡N,D正确。
11.元素X、Y和Z可结合形成化合物XYZ3;X、Y和Z的原子序数之和为26;Y和Z在同一周期。下列有关推测正确的是( )
A.XYZ3是一种可溶于水的酸,且X与Y可形成共价化合物XY
B.XYZ3是一种微溶于水的盐,且X与Z可形成离子化合物XZ
C.XYZ3是一种易溶于水的盐,且Y与Z可形成离子化合物YZ
D.XYZ3是一种离子化合物,且Y与Z可形成离子化合物YZ3
答案 B
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解析 由题目可知,XYZ3可能为NaNO3、MgCO3,溶于水不能形成酸,A项错;若XYZ3为MgCO3,微溶于水,则XZ形成离子化合物MgO,B项正确;若XYZ3为NaNO3,易溶于水,YZ(NO)不是离子化合物,C项错;若XYZ3是离子化合物,YZ2为NO2或CO2,均不是离子化合物,D项错。
12.X、Y、Z、M、W为五种短周期元素。X、Y、Z是原子序数依次递增的同周期元素,X与Z可形成常见的XZ或XZ2型分子,Y与M形成的气态化合物质量是相同条件下同体积氢气的8.5倍,W是原子半径最大的短周期元素。下列判断正确的是( )
A.最高价含氧酸酸性:XO,Na>Cl,B错误;化合物Z2Y和ZWY3分别为Na2O和NaClO3,NaClO3既存在离子键,也存在共价键,C错误;Y单质臭氧、W单质氯气、两元素之间形成的某些化合物如ClO2可作水的消毒剂,D正确。
14.[2015·北京高考]最新报道:科学家首次用X射线激光技术观察到CO与O在催化剂表面形成化学键的过程。反应过程的示意图如下:
下列说法正确的是( )
A.CO和O生成CO2是吸热反应
B.在该过程中,CO断键形成C和O
C.CO和O生成了具有极性共价键的CO2
D.状态Ⅰ→状态Ⅲ表示CO与O2反应的过程
答案 C
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解析 A项,根据图象可知,反应物的总能量高于生成物的总能量,因此正反应是放热反应,A错误;B项,根据状态Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ可以看出整个过程中的CO没有断裂成C和O,B错误;C项,CO2中的共价键是不同的非金属元素之间形成的,因此是极性键,C正确;D项,状态Ⅰ→状态Ⅲ表示的是CO与O形成CO2的过程,D错误。
15.[2014·安徽高考]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.分子中既含极性键,又含非极性键
C.属于共价化合物
D.生成该物质的上述反应为中和反应
答案 C
解析 依据碳原子4价键结构和氮原子3价键结构补上H原子后分别数出C、H、O、N的个数可知:它的分子式为C3H3N3O3,是仅有极性键(不同种元素原子间形成的共价键)形成的共价化合物,故A项、B项错误,C项正确;该反应是非电解质之间的反应,不是酸与碱反应生成盐和水的反应,所以不是中和反应,D项错误。
[题组三 模拟小题]
16.[2017·衡水调研]韩国首尔大学的科学家将水置于一个足够强的电场中,在20 ℃时,水分子瞬间凝固形成“暖冰”。则关于“暖冰”的判断正确的是( )
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A.“暖冰”中存在离子键
B.“暖冰”中水分子的O—H键是非极性键
C.“暖冰”的密度大,有导电性和导热性
D.水凝固形成20 ℃时的“暖冰”所发生的变化是物理变化
答案 D
解析 A项,“暖冰”中的水仍然是以分子的形式存在,在分子内存在共价键,不存在离子键,错误;B项,“暖冰”中水分子的O—H键是不同元素形成的极性键,错误;C项,“暖冰”中的氢键比液态水中的强,使得水分子排列得很规则,造成体积膨胀,密度变小,不能导电和导热,错误;D项,水凝固形成20 ℃时的“暖冰”由于没有产生新的物质,所以所发生的变化是物理变化,正确。
17.[2017·长沙模拟]下列电子式,正确的是( )
答案 C
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解析 氯化铵的电子式为,故A错误;溴化铵的电子式为,故B错误;过氧化钠的电子式为,故C正确;氯化钙的电子式为,故D错误。
18.[2017·邯郸质检]某分子的球棍模型如图所示。已知分子中所有原子的最外层均达到8电子稳定结构,原子间以单键相连。下列有关说法中错误的是( )
A.X原子可能为第ⅤA族元素
B.Y原子一定为第ⅠA族元素
C.该分子中,既含极性键,又含非极性键
D.从圆球的大小分析,该分子可能为N2F4
答案 B
解析 分子中所有原子的最外层均达到8电子稳定结构,结合球棍模型可得X原子为第ⅤA族元素,Y原子为第Ⅶ
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A族元素,B项错误。
19.[2017·石家庄模拟]下列各组化合物中,化学键类型完全相同的是( )
A.C2H6、H2O2、C2H5OH B.HCl、NaCl、MgCl2
C.H2O、CO2、Na2O2 D.NaOH、NaClO、Na2O
答案 A
解析 A中各物质只存在共价键,正确;B中HCl中为共价键,而NaCl、MgCl2中存在离子键,错误;C中Na2O2中为共价键和离子键,而H2O、CO2只存在共价键,错误;D中Na2O中只存在离子键,而NaOH、NaClO中既存在离子键又存在共价键,错误。
20.[2016·梅州模拟]下列属于共价化合物的是( )
A.Cl2 B.NaOH
C.CH4 D.(NH4)2SO4
答案 C
解析 A项中的Cl2属于单质,不符合题意;B、D两项中的物质属于离子化合物,不符合题意;C项中CH4是由C—H极性共价键构成的共价化合物,符合题意。
21.[2017·唐山调研]下列哪一组元素的原子间反应容易形成离子键( )
原子
a
b
c
d
e
f
g
M层电子数
1
2
3
4
5
6
7
A.a和c B.a和f C.d和g D.c和g
答案 B
解析 由原子a~g的M层电子数可知,M层即为原子的最外层,元素a~g均为第三周期元素,a为活泼的金属元素,f为活泼的非金属元素,所以a与f形成的化学键为离子键。
22.[2016·南京模拟]下列物质中,从化学键的角度看,有一种与其他三种明显不同,这种物质是( )
A.NaOH B.CH4 C.SO2 D.H2O
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答案 A
解析 B、C、D三项中形成的化学键均为共价键,A项中形成的化学键为离子键和共价键,故A项符合题意。
23.[2016·南昌质检]下列各组物质混合后,一定能形成离子键的是( )
A.H2、F2 B.NO、O2
C.稀硫酸与NaCl溶液 D.BaCl2溶液与纯碱溶液
答案 D
解析 H2、F2混合后反应生成共价化合物HF,NO、O2混合后反应生成共价化合物NO2,C项物质不反应,D项生成了离子化合物BaCO3和NaCl。
24.[2016·山西一模]X、Y为两种短周期元素,其原子的最外层电子数分别是1和6,则X、Y两种元素形成的常见化合物或者离子不可能是( )
A.只含极性键的共价化合物
B.含非极性键的共价化合物
C.阴阳离子个数之比为1∶1的离子化合物
D.双核离子或者四核离子
答案 C
解析 短周期元素X原子的最外层电子数为1,则X可能为H、Li、Na;短周期元素Y的最外层电子数为6,则Y可能为O、S。X、Y可形成只含极性键的共价化合物H2O,A正确;X、Y形成的含非极性键的共价化合物为H2O2,B正确;X、Y形成的离子化合物为Na2O、Na2O2、Na2S等,阴阳离子个数比都为1∶2,C错误;X、Y形成的双核离子为OH-,形成的四核离子为H3O+,D正确。
25.[2016·江西师大附中期中]北京大学和中国科学院的化学工作者已成功研制出碱金属与C60形成的球碳盐K3C60,实验测知该物质属于离子化合物,具有良好的超导性。下列有关分析正确的是( )
A.K3C60中只有离子键
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B.K3C60中不含共价键
C.该晶体在熔融状态下能导电
D.C60与12C互为同素异形体
答案 C
解析 K3C60中K+与C之间为离子键,C中C—C键为共价键,故A、B错误;K3C60为离子化合物,在熔融状态下能导电,故C正确;C60为单质,12C为原子,而同素异形体为同种元素形成的不同单质,二者不属于同素异形体,故D错误。
[题组一 基础大题]
26.(1)请用下列10种物质的序号填空:
①O2 ②H2 ③NH4NO3 ④K2O2 ⑤Ba(OH)2
⑥CH4 ⑦CO2 ⑧NaF ⑨NH3 ⑩I2
只含有极性键的是________;既有离子键又有非极性键的是________;既有离子键又有极性键的是________。
(2)X、Y两种主族元素能形成XY2型化合物,已知XY2中共有38个电子,若XY2为常见元素形成的离子化合物,其电子式为________;若XY2为共价化合物时,其结构式为________。
(3)氯化铝的物理性质非常特殊,如:氯化铝的熔点为190 ℃(2.02×103 Pa),但在180 ℃就开始升华。据此判断,氯化铝是________ (填“共价化合物”或“离子化合物”),可以证明你的判断正确的实验依据是____________________________________。
(4)现有a~g 7种短周期元素,它们在周期表中的位置如下表,请据此回答下列问题:
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①元素的原子间反应最容易形成离子键的是________ (填序号,下同),容易形成共价键的是________;
A.c和f B.b和g C.d和g D.b和e
②写出a~g 7种元素形成的所有原子都满足最外层为8电子结构的任意一种分子的分子式:______________________。
答案 (1)⑥⑦⑨ ④ ③⑤
(2) S===C===S
(3)共价化合物'氯化铝在熔融状态下不能导电
(4)①B'C'②CCl4(或PCl3)
解析 (2)XY2型离子化合物,通常X为+2价,Y为-1价,故X可能是Mg或Ca,Y可能是F或Cl,结合XY2中含有38个电子可推出XY2为CaF2。XY2型共价化合物一般是碳族元素与氧族元素化合形成的,如CO2、CS2等,结合XY2中共有38个电子,可推出XY2为CS2。
[题组二 高考大题]
27.[2015·重庆高考]某汽车安全气囊的产气药剂主要含有NaN3、Fe2O3、KClO4、NaHCO3等物质。当汽车发生碰撞时,产气药剂产生大量气体使气囊迅速膨胀,从而起到保护作用。
(1)NaN3是气体发生剂,受热分解产生N2和Na,N2的电子式为________。
(2)Fe2O3是主氧化剂,与Na反应生成的还原产物为________(已知该反应为置换反应)。
(3)KClO4是助氧化剂,反应过程中与Na作用生成KCl和Na2
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O。KClO4含有化学键的类型为________________________________,
K的原子结构示意图为________________________________。
(4)NaHCO3是冷却剂,吸收产气过程中释放的热量而发生分解,其化学方程式为________________________________。
(5)100 g上述产气药剂产生的气体通过碱石灰后得到N2 33.6 L(标准状况)。
①用碱石灰除去的物质为__________________________;
②该产气药剂中NaN3的质量分数为____________________________。
答案 (1)
(2)Fe
(3)离子键和极性共价键
(4)2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O
(5)①CO2、H2O'②65%
解析 (1)N2分子内含有三键,氮原子间形成三对共用电子对,其电子式为。
(2)Na与Fe2O3发生置换反应,故生成的还原产物为Fe。
(3)KClO4
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是离子化合物,含有离子键、极性共价键;K属于19号元素,原子结构示意图为。
(4)NaHCO3发生分解,其化学方程式为2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O。
(5)①碱石灰是碱性干燥剂,除去的物质为CO2和H2O;②100 g产气药剂产生的气体通过碱石灰后,得到N2 33.6 L(标准状况下为1.5 mol)需要NaN3 1.0 mol,质量为65 g,该产气药剂中NaN3的质量分数为65%。
28.[2015·海南高考]单质Z是一种常见的半导体材料,可由X通过如下图所示的路线制备。其中X为Z的氧化物;Y为氢化物,分子结构与甲烷相似。回答下列问题:
(1)能与X发生化学反应的酸是________;由X制备Mg2Z的化学方程式为______________________。
(2)由Mg2Z生成Y的化学方程式为____________________,Y分子的电子式为________。
(3)Z、X中共价键的类型分别是________、________。
答案 (1)氢氟酸 SiO2+4Mg2MgO+Mg2Si
(2)Mg2Si+4HCl===2MgCl2+SiH4↑
(3)非极性键 极性键
解析 (1)Z为半导体单质,则为Si;X是其氧化物,则为SiO2
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,能与SiO2反应的酸只能是氢氟酸;根据反应的流程图可知,SiO2与Mg在加热条件下反应生成Mg2Si,由元素守恒分析,可知还有MgO生成。
(2)Mg2Si与盐酸反应生成的Y为氢化物,故Y的化学式是SiH4。
(3)SiH4加热分解可得到Si单质,Si中含有Si—Si非极性键,SiO2中含有Si—O极性键。
[题组三 模拟大题]
29.[2017·北京延庆月考]X、Y、Z、L、M、N六种元素的原子序数依次增大。X、Y、Z、L是组成蛋白质的基础元素,M是短周期原子半径最大的元素,N是地壳中含量最高的金属元素。回答下列问题:
(1)M在元素周期表中的位置为________;六种元素的原子半径从大到小的顺序是________。
(2)Z、X两元素按原子数目比1∶3构成分子A,A的电子式为________;Y、L两元素按原子数目比1∶2构成分子B,B中所含的化学键类型为________。
(3)硒(Se)是人体必需的微量元素,已知非金属性:34SeAl>C>N>O>H
(2) 极性共价键
(3)O、Se同主族,原子半径依次增大,导致得电子能力减弱,所以非金属性减弱
解析 由“组成蛋白质的基础元素”可知X、Y、Z、L分别为H、C、N、O,由题意知,M是Na、N为Al。
(1)比较原子半径首先把所有元素放在元素周期表中的大致位置
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,依据元素周期律即可判断。
(2)A为NH3。B为CO2,分子内含碳氧极性共价键。
(3)影响元素性质的因素应该从原子半径的角度回答。
30.[2017·上海质检]减少交通事故除遵守交通法规和正确驾驶外,被动安全措施也极为重要,汽车的安全气囊内有叠氮化钠(NaN3)与硝酸铵(NH4NO3)等物质。当汽车在高速行驶中受到猛烈撞击时,这些物质会迅速发生反应,产生大量气体,充满气囊,从而保护驾乘人员安全。
(1)下列判断正确的是__________。
A.道路起雾与H2O分子中化学键断裂相关
B.NH4NO3中只含有极性共价键
C.NaN3受到猛烈撞击与NH4NO3发生反应时化学键一定断裂
D.NaN3、NH4NO3均属于离子化合物
(2)叠氮化钠是一种无色晶体,广泛用于汽车安全气囊及化工合成等。常见的两种制备方法:2NaNH2+N2O===NaN3+NaOH+NH3;3NaNH2+NaNO3===NaN3+3NaOH+NH3↑。
①写出NaNH2的电子式__________。
②NaOH固体中含有的化学键类型有__________。
(3)已知X、Y、Z、W是四种短周期元素,且原子序数依次增大。W原子的质子数等于Y、Z原子的最外层电子数之和。Y与X形成的分子中有3个共价键,X、Y、Z形成的常见化合物是汽车安全气囊中的一种填充物。请回答下列问题:
①由以上元素两两形成的化合物中,溶于水显碱性的气态氢化物的电子式为__________,其所含的化学键属于__________;含有极性共价键和非极性共价键的化合物的电子式为__________。
②
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由X、Y、Z形成的常见化合物与W的最高价氧化物对应的水化物的固体加热形成两种氢化物的反应过程中,反应物化学键断裂的类型有________________________________。
答案 (1)CD
(2)① ②离子键、极性共价键(共价键)
(3)① 极性共价键
②离子键、极性共价键
解析 (1)A项,液态水变为雾,属于物质的状态改变,H2O的化学键没有变化;B项,NH4NO3中NH与NO以离子键结合,N与H、N与O以极性共价键结合;C项,NaN3受到猛烈撞击与NH4NO3发生化学反应,化学键一定断裂;D项,NaN3、NH4NO3均含有离子键,均属于离子化合物。
(2)①NaNH2属于离子化合物,其中Na+与NH之间形成离子键,NH中N、H形成极性共价键,其电子式为。
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②NaOH固体中,Na+与OH-以离子键结合,OH-中,O、H以极性共价键结合。
(3)结合题目“X、Y、Z形成的常见化合物是汽车安全气囊中的一种填充物”,可知该化合物应为NH4NO3,由X、Y、Z、W的原子序数依次增大可知,X为H,Y为N,Z为O;又N、O原子的最外层电子数之和是11,所以W是Na。
①溶于水显碱性的气态氢化物为NH3,N—H键属于极性共价键。H2O2中含有极性共价键和非极性共价键。
②NH4NO3与NaOH固体反应的化学方程式为NH4NO3+NaOHNaNO3+NH3↑+H2O,反应过程中,NH4NO3中NH与NO之间的离子键断裂,NH中一个N—H极性共价键断裂,NaOH中Na+与OH-之间的离子键断裂,OH-中的O—H极性共价键没有断裂。
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