共价键（解析卷）

第二章分子结构与性质第一节共价键第1课时共价键一、选择题(共11习题，每小题只有1个选项符合题意)1．具有下列电子排布式的原子中，不能形成π键的是(C)A．1s22s22p63s23p4 B．1s22s22p3C．1s22s22p63s1 D．1s22s22p2解析：根据电子排布式可知四种原子分别是S、N、Na、C，其中Na是活泼金属，在化学反应中易失去一个电子，形成的是离子键，而π键是共价键中的一种，S、N、C均能形成π键，答案选C。2．当H原子和F原子沿z轴结合成HF分子时，F原子和H原子中对称性不一致的轨道是(C)A．1s B．2sC．2px D．2pz解析：H与F沿z轴成键而结合成分子，说明成键轨道沿z轴重叠，故氢原子的1s轨道与氟原子的2pz轨道的对称性一致，与px不一致，而s轨道是球形的，一定是对称的。3．下列关于σ键与π键的说法正确的是(A)A．σ键是以“头碰头”方式形成的共价键，π键是以“肩并肩”方式形成的共价键B.描述的是π键的形成过程C．原子轨道以“头碰头”方式相互重叠比以“肩并肩”方式相互重叠的程度小，所以σ键比π键活泼D.可以表示N2分子中σ键和π键存在的情况解析：共价键的分类依据有多种，不同的分类依据可以得到不同的分类结果，从电子云的相互重叠方式来看，如果两个原子的成键轨道沿键轴方向以“头碰头”方式相互重叠，这样形成的共价键为σ键，如果两个原子的成键轨道以“肩并肩”方式相互重叠，这样形成的共价键称为π键，A项正确；B项中描述的是“头碰头”方式的相互重叠，所以形成的是σ键，B项错误；σ键的相互重叠程度大于π键，所以σ键更稳定，C项错误；考虑到σ键和π键的相互重叠方式，中间位置形成的是σ键，其他位置形成的是π键，D项错误。4．氰气的化学式为(CN)2，结构式为N≡C—C≡N，性质与卤素相似，下列叙述正确的是(A)A．分子中既有极性键，又有非极性键B．分子中N≡C键的键长大于C—C键的键长C．分子中含有2个σ键和4个π键D．不和氢氧化钠溶液发生反应解析：分子中N≡C键是极性键，C—C键是非极性键；成键原子半径越小，键长越短，N原子半径小于C原子半径，故N≡C键比C—C键的键长短；(CN)2分子中含有3个σ键和4个π键；由于与卤素性质相似，故可以和氢氧化钠溶液反应。5．(2020·攀枝花高二检测)下列分子既不存在s­pσ键，也不存在p­pπ键的是(A)A．SCl2 B．N2C．HF D．H2S解析：SCl2中为单键，存在p­pσ键，故A正确；氮气分子中存在三键，存在p­pπ键，故B错误；HF中为单键，存在s­pσ键，故C错误；硫化氢中存在单键，为s­pσ键，故D错误。6．(2020·福州高二检测)下列说法正确的是(C)A．π键是由两个p电子以“头碰头”方式重叠而成B．1molC2H2中有4molσ键C．乙烷分子中的键全为σ键而乙烯分子中含σ键和π键D．H2分子中含σ键，Cl2分子中含π键解析：π键为p电子“肩并肩”重叠形成，而σ键为s或p电子“头碰头”重叠形成，故A错误；单键中只有σ键，三键中含有1个σ键和2个π键，C2H2的结构式为H—C≡C—H，则1molC2H2中有3molσ键，故B错误；乙烷分子中均为单键，乙烯中含C=C键，有1个π键，则乙烷分子中的健全为σ键而乙烯分子中含σ键和π键，故C正确；氢气、氯气中均为共价单键，则H2分子中含σ键，Cl2分子中也含σ键，均不含π键，故D错误。7．化合物X是一种新型锅炉水除氧剂，其结构式为，下列说法中正确的是(D)A．X分子中只有极性键没有非极性键B．X分子中的共用电子对数为11C．1molX分子中所含的σ键数目为10NAD．X是共价化合物解析：A项，N—N键是非极性键，A项不正确；X分子中存在12个共用电子对、11个σ键，B、C项均不正确；X分子中只有共价键，故X是共价化合物，D项正确。8．下列化学式及结构式中的成键情况，不合理的是(D)解析：A分子中每个氢原子能形成一个共价键，氮原子形成3个共价键，碳原子形成4个共价键，每个原子都达到稳定结构，A合理；B分子中碳形成4个共价键，氢形成一个共价键，氧和硒形成2个共价键，每个原子达稳定结构，B合理；C分子中碳形成4个共价键，氢形成一个共价键，硫形成2个共价键，每个原子达稳定结构，C合理；D分子中碳和硅形成三个键，不合理，选D。9．下列有关化学键类型的判断正确的是(D)A．全部由非金属元素组成的化合物中肯定不存在离子键B．所有物质中都存在化学键C．已知乙炔的结构式为H—C≡C—H，则1个乙炔分子中存在2个σ键(C—H)和3个π键(C≡C)D．乙烷分子中只存在σ键，即C—H键和C—C键都为σ键，不存在π键解析：NH4Cl全部是由非金属元素组成，却存在离子键，A项不正确；稀有气体原子本身达到稳定结构，不存在化学键，B项不正确；共价双键中有一个为σ键，另一个为π键，共价三键中有一个为σ键，另外两个为π键，故1个乙炔(H—C≡C—H)分子中有2个C—Hσ键，C≡C键中有1个σ键、2个π键，C项不正确；单键都为σ键，乙烷分子结构式为，其C—H键和C—C键都为σ键，D项正确。10.下图表示氢原子的电子云重叠示意图。以下各种说法中错误的是(C)A．图中电子云重叠意味电子在核间出现的机会多B．氢原子的核外的s电子云重叠形成共价键C．氢原子的核外电子呈云雾状，在两核间分布的密一些，将两核吸引D．氢原子之间形成σ键，s－sσ键没有方向性解析：电子云是对核外电子运动状态的一种形象描述，并不是指电子呈云雾状，图中“小黑点”的疏密只表示电子出现概率的大小。11．防晒霜之所以能有效地减轻紫外线对人体的伤害，是因为它所含的有效成分的分子中含有π键，这些有效成分的分子中的π电子可在吸收紫外线后被激发，从而阻挡部分紫外线对皮肤的伤害。下列物质中没有防晒效果的是(D)A．氨基苯甲酸B．羟基丙酮C．肉桂酸(C6H5—CH=CH—COOH)D．酒精解析：π键只存在于不饱和键中，选项A、B、C中均含有C=O，有π键，而D项中不含有π键，因而酒精没有防晒效果，故选D项。二、非选择题（共5小题）12．某有机物的结构式为则分子中有7个σ键，3个π键。解析：分子中5个共价单键是σ键，双键中有1个σ键和1个π键，三键中有1个σ键，另2个是π键，故σ键总数是7，π键总数是3。13．A、B、C、D、E、F为6种短周期主族元素，它们的核电荷数依次递增，已知：B原子核外最外层电子数是次外层电子数的两倍，电子总数是E原子电子总数的1/2，F是同周期元素中原子半径最小的元素：D2－与E2＋的电子层结构相同。B与D可以形成三原子化合物甲；A是非金属元素，且A、C、F可形成离子化合物乙。请回答：(1)F元素的名称是氯，E的元素符号是Mg。(2)写出化合物乙的电子式。(3)化合物甲中含有2个σ键，2个π键。(4)B、C、D三种元素组成的气态氢化物的稳定性由强到弱的顺序是H2O＞NH3＞CH4。解析：由B原子核外最外层电子数是次外层电子数的两倍，知B为碳元素；由B的电子总数是E电子总数的1/2，知E是12号元素Mg；A、B、C、D、E、F为6种短周期主族元素，它们核电荷数依次递增，则F必是第三周期元素，F是同周期元素中原子半径最小的元素，则F为氯元素；D2－与E2＋的电子层结构相同，则D为O元素，C是介于碳和氧之间的元素，即为氮元素；A是非金属元素且A、C、F可形成离子化合物乙，则A为H元素，乙为NH4Cl；B与D可以形成三原子化合物甲，甲为CO2，其结构式为O=C=O，一个双键中有一个σ键，1个π键。14．有以下物质：①HF，②Cl2，③H2O，④N2，⑤C2H4，⑥C2H6，⑦H2，⑧H2O2，⑨HCN(H—C≡N)。(1)只含有极性键的是①③⑨；只含有非极性键的是②④⑦；既有极性键又有非极性键的是⑤⑥⑧。(2)只有σ键的是①②③⑥⑦⑧；既有σ键又有π键的是④⑤⑨。(3)含有由两个原子的s轨道重叠形成的σ键的是⑦。(4)含有由一个原子的s轨道与另一个原子的p轨道重叠形成的σ键的是①③⑤⑥⑧⑨。(5)含有由一个原子的p轨道与另一个原子的p轨道重叠形成的σ键的是②④⑤⑥⑧⑨。解析：(1)由同一种非金属元素形成的共价键是非极性共价键，由不同种非金属元素形成的共价键是极性键，故只含有极性键的是①、③、⑨；只含有非极性键的是②、④、⑦；既有极性键又有非极性键的是⑤、⑥、⑧。(2)σ键是“头碰头”的方式形成的，而π键是以“肩并肩”的方式形成的，即单键都是σ键，而双键或三键才含有π键，故只有σ键的是①、②、③、⑥、⑦、⑧；既有σ键又有π键的是④、⑤、⑨。(3)构成H2的H原子只有s轨道，故含有由两个原子的s轨道重叠形成的σ键的只能是H2。(4)含有由一个原子的s轨道与另一个原子的p轨道重叠形成的σ键，说明σ共价键中一定含有H原子，故正确答案为①、③、⑤、⑥、⑧、⑨。(5)含有由一个原子的p轨道与另一个原子的p轨道重叠形成的σ键，说明构成这种σ键的原子中没有H原子，故正确答案为②、④、⑤、⑥、⑧、⑨。15．下表是一些键能数据/(kJ·mol－1)：键能键能键能键能H—H436Cl—Cl242.7H—Cl431.8H—O462.8S=S255H—S339C—F427C—O351C—Cl330C—I218H—F568由上表中数据能否得出这样的结论：(1)半径越小的原子形成的共价键越牢固(即键能越大)。不能(填“能”或“不能”)。(2)非金属性越强的原子形成的共价键越牢固。不能(填“能”或“不能”)。(3)能否从数据中找出一些规律，请写出一条：能，同主族元素与相同原子结合形成共价键时，原子半径越小，共价键越强。(4)试预测C—Br键的键能范围：218_kJ·mol－1<C—Br键键能<330_kJ·mol－1。解析：根据表中的有关数据及元素周期律知识分析可知氯原子的原子半径小于硫原子的原子半径，且硫元素的非金属性较氯元素的非金属性弱，但硫硫键的键能大于氯氯键的键能，因此不能说半径越小的原子形成的共价键越牢固，也不能说非金属性越强的原子形成的共价键越牢固。根据表中数据分析可以得出规律：同主族元素与相同原子结合形成共价键时，原子半径越小，共价键越强；根据此规律可知C—Br键的键能介于C—Cl的键能和C—I的键能之间，即218kJ·mol－1～330kJ·mol－1。16．Ⅰ.已知氢分子的形成过程示意图如图所示。请据图回答问题：(1)H—H键的键长为74_pm，①～⑤中，体系能量由高到低的顺序是①⑤②③④。(2)下列说法中正确的是BC(填字母)。A．氢分子中含有一个π键B．由①到④，电子在核间出现的概率增大C．由④到⑤，必须消耗外界的能量D．氢分子中含有一个极性共价键Ⅱ.几种常见化学键的键能如下表所示。化学键Si—OH—OO=OSi—SiSi—C键能/kJ·mol－1452462.8497.3226X请回答下列问题：(1)试比较Si—C键与Si—Si键的键能大小：X>(填“>”“<”或“＝”)226kJ·mol－1。(2)H2被认为是21世纪人类最理想的燃料，而又有科学家提出硅是“21世纪的能源”“未来的石油”等观点。结合Ⅰ中图像，试计算每千克H2燃烧(生成水蒸气)放出的热量约为120_475_kJ；每摩尔硅完全燃烧放出的热量约为858.7_kJ(已知1molSi中含有2molSi—Si键，1molSiO2中含有4molSi—O键)。解析：Ⅰ.(1)可以直接从题中读出有关数据，H—H键的键长为74pm；体系能量由高到低的顺序是①⑤②③④。(2)氢分子中含有一个σ键，A项错误；核间距逐渐减小时，两个氢原子的原子轨道会相互重叠，导致电子在核间出现的概率增大，B项正确；④已经达到稳定状态，当改变构成氢分子的两个氢原子的核间距时，必须消耗外界的能量，C项正确；氢分子中含有一个非极性共价键