2026人教版高中化学选择性必修2《物质结构与性质》第二章　第一节　第1课时　共价键题库

第一节共价键第1课时共价键[核心素养发展目标]1.能从微观角度分析形成共价键的微粒、类型，能辨识物质中含有的共价键。2.理解共价键中σ键和π键的区别，建立σ键和π键的思维模型，熟练判断分子中σ键和π键的存在及个数。一、共价键1.共价键的形成2.共价键的特征(1)饱和性①按照共价键的共用电子对理论，一个原子有几个未成对电子，通常就能和几个自旋相反的电子配对成键，这就是共价键的饱和性。②共价键的饱和性决定了分子的组成，即原子形成分子时相互结合的数量关系。如氢原子、氟原子核外都只有一个未成对电子，形成H2、HF、F2分子后各原子核外电子达到饱和，不能形成H3、H2Cl、Cl3等分子。(2)方向性①共价键将尽可能沿着电子出现概率最大的方向形成。②在形成共价键时，原子轨道重叠越多，电子在两原子核间出现的概率越大，所形成的共价键越牢固。因此，一个原子与周围原子形成的共价键就表现出方向性。③作用：共价键的方向性决定了分子的空间结构。如：H2O分子为V形()是因为O原子与H原子形成共价键时具有方向性。1.NH3分子中为什么N原子是1个，而H原子为3个？提示N和H原子的电子式分别为和，N原子最外层有3个未成对电子，H原子有1个未成对电子，形成共价键时每个N原子只需与3个H原子分别形成3个共用电子对即可达到稳定状态，共价键达到饱和，从而决定了分子中H原子个数。2.从电负性的角度理解共价键、离子键的形成条件，完成表中内容。原子NaClHClCO电负性0.93.02.13.02.53.5电负性之差(绝对值)结论：当元素的电负性相差很大，化学反应形成的电子对不会被共用，形成的将是键；而键是元素的电负性相差不大的原子之间形成的化学键。

答案2.10.91.0离子共价1.正误判断(1)所有的共价键都有方向性和饱和性()(2)离子化合物中也可以含有共价键()(3)非金属元素之间只能形成共价键()(4)金属与非金属元素之间只能形成离子键()答案(1)×(2)√(3)×(4)×2.下列说法错误的是()A.若把H2O分子写成H3O，违背了共价键的饱和性B.HCl中Cl显-1价，是因为共用电子对只在氯原子周围运动C.H—O—O—H中的共价键都有方向性，但并非所有共价键都有方向性D.已知N2的分子结构是N≡N，两个N原子间原子轨道发生重叠后，电子不是只存在于两原子核之间答案B解析O原子有两个未成对电子，根据共价键的饱和性，形成的氢化物为H2O，故A正确；电负性：Cl>H，Cl原子吸引共用电子对的能力比H原子强，共用电子对偏向Cl原子，导致共用电子对在Cl原子附近出现的概率较大，故HCl中Cl显-1价，故B错误；由于s轨道为球形，故两个s轨道重叠形成的共价键没有方向性，如H2分子中的H—H没有方向性，故C正确；两个原子轨道发生重叠后，电子只是在两原子核之间出现的概率大，并不是只出现在两原子核之间，故D正确。3.下列分子的结构与共价键的饱和性不相符的是()A.HClO(次氯酸)：H—Cl—OB.N2H4(肼)：C.P4(白磷)：D.SiHCl3(三氯氢硅)：答案A解析由共价键的饱和性知Si形成4个共价键，H形成1个共价键，N、P形成3个共价键，O形成2个共价键，Cl形成1个共价键。HClO的结构式应为H—O—Cl，A项符合题意。4.下列各组物质中，所有化学键都是共价键的是()A.H2S和Na2O2 B.H2O2和CaF2C.NH3和N2 D.HNO3和NaCl答案C解析A项，Na2O2中既有离子键又有O—O共价键，不符合题意；B项，CaF2中只有离子键，不符合题意；D项，NaCl中只有离子键，不符合题意。二、共价键类型1.σ键形成由两个原子的s轨道或p轨道“头碰头”重叠形成类型s⁃s型s⁃p型p⁃p型特征以形成化学键的两原子核的连线为轴做旋转操作，共价键的电子云的图形不变，这种特征称为轴对称；一般来说，σ键的强度较大2.π键形成由两个原子的p轨道“肩并肩”重叠形成p⁃pπ键特征π键的电子云具有镜面对称性，π键不能旋转；π键不如σ键牢固，较易断裂3.σ键和π键的一般判断规律共价单键σ键共价双键一个σ键、一个π键共价三键一个σ键、两个π键1.画出基态氮原子的轨道表示式，并说明氮分子中的N≡N是由哪些类型的共价键构成的？提示，在2p能级上有三个未成对电子，分别占据2px、2py、2pz三个原子轨道，当两个氮原子结合成氮分子时，两个氮原子的2px轨道沿x轴方向以“头碰头”的方式发生重叠，形成一个σ键；同时2py⁃2py和2pz⁃2pz轨道只能以相互平行的“肩并肩”的方式发生重叠，形成两个π键。2.观察如图乙烷、乙烯和乙炔分子的结构，并回答下列问题。(1)它们的分子中的共价键分别由几个σ键和几个π键构成？提示乙烷：7个σ键；乙烯：5个σ键和1个π键；乙炔：3个σ键和2个π键。(2)乙烯和乙炔的化学性质为什么比乙烷活泼？提示乙烯的碳碳双键和乙炔的碳碳三键中分别含1个和2个π键，π键原子轨道重叠程度小，不牢固，容易断裂；而乙烷中没有π键，σ键牢固，不易断裂。(3)在气体单质分子中，一定含有σ键，可能含有π键吗？提示稀有气体的单质分子中不含化学键；多原子分子中一定含有σ键，可能含有π键。1.(2024·天津田家炳中学月考)观察如图所示原子轨道重叠情况，下列说法正确的是()A.s轨道与p轨道取向适当时发生重叠可形成σ键(如图Ⅰ)B.s轨道与p轨道取向适当时发生重叠可形成π键(如图Ⅱ)C.图Ⅰ中阴影区域的电子云最稀疏D.只有s轨道与p轨道可形成σ键，p轨道之间只能形成π键答案A解析σ键是原子轨道以“头碰头”方式重叠形成的，对于题图，只有1s轨道沿2px轨道的x轴方向重叠，原子轨道才能达到最大重叠程度，才可形成稳定的σ键，非x轴方向上的重叠程度小，不能形成共价键，且不存在s⁃pπ键，A项正确、B项错误；电子在图Ⅰ中的阴影区域出现的概率最大，是电子云最密集的区域，C项错误；p轨道若以“头碰头”方式重叠可形成σ键，若以“肩并肩”方式重叠可形成π键，D项错误。2.下列关于σ键和π键的说法不正确的是()A.σ键和π键能同时存在于同一个分子中B.σ键是原子轨道“头碰头”重叠形成的，π键是原子轨道“肩并肩”重叠形成的C.乙烯分子中含有5个σ键和1个π键D.H2分子中只存在σ键，N2分子中只存在π键答案D解析共价单键为σ键，共价双键或三键中含有σ键、π键，故A正确；乙烯的结构简式为CH2CH2，存在4个C—Hσ键，一个碳碳双键中含有1个σ键和1个π键，所以乙烯分子中含有5个σ键和1个π键，故C正确；H2结构式为H—H，只存在σ键，N2的结构式为N≡N，存在σ键和π键，故D错误。3.(1)1mol丙酮()分子中含有σ键的数目为。

(2)在N2F2分子中，所有原子均满足8电子稳定结构，则该分子中两个N原子间的共价键组成为个σ键和个π键。

答案(1)9×6.02×1023(或9NA)(2)11课时对点练[分值：100分][1~9题，每小题6分]题组一共价键的形成与特征1.从电负性的角度来判断下列元素的原子之间易形成共价键的是()A.K和Cl B.H和FC.K和F D.Ca和O答案B解析一般电负性相差不大的非金属元素原子之间易形成共价键。2.(2024·湖北襄阳一中月考)下列说法错误的是()A.S原子有两个未成对电子，能形成2个共价键B.分子中的共价键数不一定等于该元素原子的价层电子数C.成键后体系能量降低，趋于稳定D.F原子可以形成H2F、H2F2，也可能形成H3F答案D解析基态S原子的价层电子排布式是3s23p4，有两个未成对电子，能形成2个共价键，原子形成共价键时，价层电子不一定都形成共价键，A、B正确；形成共价键时放出能量，所以成键后体系的能量降低，趋于稳定，C正确；根据共价键的饱和性可知，F原子只能形成1个共价键，只存在HF分子，D错误。3.下列说法正确的是()A.若把H2S写成H3S，则违背了共价键的饱和性B.H3O+的存在说明共价键不应有饱和性C.原子轨道在空间都具有方向性D.两个原子轨道发生重叠后，两核中的电子不仅存在于两核之间，还会绕两核运动答案A解析硫原子有两个未成对电子，根据共价键的饱和性，形成的氢化物为H2S，A项正确；两个原子轨道发生重叠后，只有共用电子对在两核之间绕两个原子核运动，D项错误。题组二共价键的类型及判断4.以下物质中物质的量相同时，含有σ键个数最多的是()A.NaBr B.CaCl2·8H2OC.CH3CH=CH2 D.N2H4答案B解析NaBr中不存在共价键，无σ键；CaCl2·8H2O中Ca2+与Cl-之间为离子键，1molH2O分子内含2molH—O，故1molCaCl2·8H2O中含有16molσ键；1molCH3CH=CH2中含有1molC=C、6molC—H和1molC—C，故1molCH3CH=CH2中含有8molσ键；1molN2H4中含有1molN—N和4molN—H，故1molN2H4中含有5molσ键。综上所述，物质的量相同的4种物质中，含有σ键个数最多的是CaCl2·8H2O。5.(2024·山东菏泽鄄城一中高二期末)下列说法正确的是()A.气体单质中，一定有σ键，可能有π键B.共价键不具有饱和性C.H只能形成σ键，O可以形成σ键和π键D.分子中σ键一定比π键牢固答案C解析稀有气体由单原子分子构成，不存在化学键，A错误；共价键的特征是具有方向性和饱和性，B错误；σ键与π键的强度不同，一般情况下σ键比π键强度大，但在N2分子中氮氮三键(由1个σ键和2个π键构成)的键能比氮氮单键(σ键)的3倍还要大，说明N2分子中π键的键能比σ键的键能大，即π键比σ键更牢固，D错误。6.下列物质的分子中既有σ键又有π键，并含有非极性键的是()①NH3②N2③H2O④HCl⑤C2H4⑥C2H2A.②⑤⑥ B.①②⑤⑥ C.②③④ D.②④⑥答案A解析①NH3中只存在H—N，只有σ键，故错误；②N2的结构式为N≡N，含有σ键和π键，N与N之间为非极性键，故正确；③H2O中只存在H—O，只有σ键，故错误；④HCl的结构式为H—Cl，只存在σ键，故错误；⑤C2H4中的氢原子和碳原子之间存在共价单键、碳碳之间存在共价双键，含有σ键和π键，C与C之间为非极性键，故正确；⑥C2H2中的氢原子和碳原子之间存在共价单键、碳碳之间存在共价三键，所以含有σ键和π键，C与C之间为非极性键，故正确。7.下列说法错误的是()A.1个CH3COOH分子中含有7个σ键和1个π键B.标准状况下，22.4L乙炔中σ键的数目为NAC.C2H4分子和N2H4分子中都含有5个σ键D.HCl中σ键的形成过程：答案B解析乙酸的结构式为，1个CH3COOH分子中含有7个σ键和1个π键，A正确；标准状况下，22.4L乙炔的物质的量为1mol，1molH—C≡C—H中σ键的数目为3NA，B错误。8.(2024·广东梅州检测)如图为氯及其化合物的“价—类”二维图。下列说法错误的是()A.a物质的s⁃pσ键电子云轮廓图：B.b物质的p⁃pσ键电子云轮廊图：C.只能有HCl分子，而不可能有H2Cl分子，这表明共价键有饱和性D.d分子中形成的共价键为s⁃pσ键和p⁃pσ键答案B解析由“价—类”二维图可知a为HCl，b为Cl2，c为ClO2，d为HClO，e为次氯酸盐。HCl分子中s⁃pσ键的电子云廓图为，A正确；为π键电子云轮廊图，B错误；HClO的结构式为H—O—Cl，形成H—O共价键和O—Cl共价键，分别属于s⁃pσ键和p⁃pσ键，D正确。9.在下列化学反应所断裂的共价键中，仅仅断裂σ键的是()A.N2+3H22NH3B.2C2H2+5O22H2O+4CO2C.Cl2+H22HClD.C2H4+H2C2H6答案C解析氮气中π键断裂，故A不选；乙炔中π键断裂，故B不选；乙烯中π键断裂，故D不选。[10~13题，每小题8分]10.设NA为阿伏加德罗常数的值。下列关于常见分子中σ键、π键的判断正确的是()A.C22-与O22+结构相似，1molO22+B.CO与N2结构相似，CO分子中σ键与π键数目之比为2∶1C.CN-与N2结构相似，CH2=CHCN分子中σ键与π键数目之比为1∶1D.已知反应N2O4(l)+2N2H4(l)=3N2(g)+4H2O(l)，若该反应中有4molN—H断裂，则形成的π键数目为6NA答案A解析C22-与O22+结构相似，所以一个O22+中含有一个三键，因此1molO22+中含有2NA个π键，A正确；CO与N2结构相似，则一个CO分子中含有一个三键，分子中σ键与π键数目之比为1∶2，B错误；CN-与N2结构相似，1个CH2=CHCN分子中含有一个C=C和一个C≡N，因此1个CH2=CHCN分子中含有6个σ键和3个π键，σ键与π键的数目之比为2∶1，C错误；若该反应中有4molN—H断裂，即1molN2H4参与反应，则生成1.5molN2，N2中含有N≡N，故形成11.某物质可溶于水、乙醇，熔点为209.5℃，其分子的结构简式如图所示。下列说法不正确的是()A.该分子中含有极性共价键B.1mol该物质中σ键和π键的个数比为5∶3C.该分子中原子最外层均达到8电子稳定结构的为C原子、N原子D.该分子中的共价键按原子轨道重叠方式划分为2种答案B解析不同原子间的共价键为极性共价键，该分子中含有极性共价键，故A正确；单键是σ键，每个双键含有1个σ键和1个π键，每个三键含有1个σ键和2个π键，则该物质分子中σ键和π键的个数比为9∶3=3∶1，故B错误；该分子中C原子和N原子都达到8电子稳定结构，H原子达到2电子稳定结构，故C正确；共价键按原子轨道重叠方式分为2种，“头碰头”重叠形成σ键，“肩并肩”重叠形成π键，故D正确。12.据报道，大气中存在一种潜在的温室气体SF5—CF3(结构如图)，虽然其数量有限，但它是已知气体中吸热最高的。下列关于SF5—CF3的说法正确的是()A.分子中有σ键也有π键B.C—F是s⁃pσ键C.分子中不是所有原子都满足8电子稳定结构D.0.1molSF5—CF3分子中含8mol电子答案C解析SF5—CF3分子中只有共价单键，即只有σ键，没有π键，故A错误；C—F是p⁃pσ键，故B错误；一个SF5—CF3分子中有94个电子，则0.1molSF5—CF3分子中含9.4mol电子，故D错误。13.(2024·江西赣州联考)有机物燃烧可生成CO2、H2O等，“双铍烯”被誉为2023年最“炫”分子，结构如图所示。下列叙述正确的是()A.标准状况下，22.4LH2O中含有σ键的数目为2NAB.22gCO2分子中含有π键数为0.5NAC.1个“双铍烯”分子含9个C—Hσ键D.CO2分子中π键的形成：答案D解析标准状况下水不是气体，22.4L水的物质的量不是1mol，A错误；22gCO2(O=C=O)的物质的量为0.5mol，含有π键数为NA，B错误；1个“双铍烯”分子含10个C—Hσ键，C错误；CO2中π键是p轨道以“肩并肩”方式重叠形成的，D正确。14.(6分)回答下列问题(设NA为阿伏加德罗常数的值)：(1)1molCO2中含有的σ键数目为。

(2)C、H元素形成的化合物分子中共有16个电子，该分子中σ键与π键的个数之比为。

(3)1mol乙醛分子中含有σ键的数目为。

答案(1)2NA(2)5∶1