高中化学人教版 (2019)选择性必修2第一节 共价键练习题

第一节　共价键

课后训练巩固提升

一、基础巩固

1.关于σ键和π键的比较,下列说法不正确的是(　　)。

A.σ键的电子云图形是轴对称的,π键的电子云图形是镜面对称的

B.σ键是原子轨道“头碰头”式重叠,π键是原子轨道“肩并肩”式重叠

C.σ键不能断裂,π键容易断裂

D.氢原子只能形成σ键,氧原子可以形成σ键和π键

答案:C

解析:σ键较稳定,不易断裂,而不是不能断裂。化学反应的实质是旧键的断裂和新键的形成。

2.下列分子的结构式与共价键的饱和性不相符的是(　　)。

A.H2O2:H—OO—H

B.CH3COOOH:

C.CH4S:

D.SiHCl3:

答案:A

解析:由共价键的饱和性可知:C、Si均形成4个共价键,H形成1个共价键,O、S均形成2个共价键。A项中O原子之间不可能形成双键;B项是过氧乙酸,含有过氧键“O—O”;C项相当于S取代了CH3OH中的氧原子;D项中Si原子形成4个共价键。

3.下列分子中既不存在s-p σ键,也不存在p-p π键的是 (　　)。

A.HCl B.HF

C.CO2 D.SCl2

答案:D

解析:A项和B项,HCl和HF分子中都含有s-pσ键;C项,CO2分子中含有CO,有p-pπ键存在;D项,SCl2分子中只存在2个p-pσ键()。

4.下列说法正确的是(　　)。

A.键角决定了分子的空间结构

B.CH4、CCl4中键长相等,键角不同

C.CC的键能是C—C的键能的两倍

D.共价键的键能越大,共价键越牢固,含有该键的分子越稳定

答案:D

解析:分子的空间结构是由键角和键长共同决定的,A项错误;CH4、CCl4分子均为正四面体形,它们的键角相同,键长不相等,B项错误;CC由一个σ键和一个π键构成,通常而言σ键的键能大于π键的键能,故CC的键能应小于C—C的键能的两倍,C项错误。

5.NH3分子的空间结构是三角锥形,而不是正三角形的平面结构,其充分的理由是(　　)。

A.NH3分子内只含有3个σ键

B.分子内3个N—H的键长相等,键角相等

C.NH3分子内3个N—H的键长相等,3个键角都等于107°

D.NH3分子内3个N—H的键长相等,3个键角都等于120°

答案:C

解析:若NH3分子是平面正三角形结构,3个N—H的键长相等,键角是120°;若NH3分子是三角锥形结构,3个N—H的键长相等,键角为107°,C项正确。

6.氰气的化学式为(CN)2,结构式为N≡C—C≡N,性质与Cl2相似,下列叙述正确的是(　　)。

A.分子中N≡C的键长大于C≡C的键长

B.一个(CN)2分子只含有2个σ键和4个π键

C.在一定条件下可发生加成反应

D.不与NaOH溶液反应

答案:C

解析:成键原子半径越大,键长越长,N原子半径小于C原子半径,故N≡C的键长小于C≡C的键长,A项错误;N≡C中有1个σ键和2个π键,1个(CN)2分子中含有4个π键,1个C—Cσ键、2个C—Nσ键,故σ键有3个,B项错误;π键易断裂而发生加成反应,C项正确;(CN)2与Cl2性质相似,可与NaOH溶液反应,D项错误。

7.意大利罗马大学的学者获得了极具理论研究意义的气态N4分子,其分子结构如图所示。已知断裂1 mol N—N吸收167 kJ热量,生成1 mol N≡N放出942 kJ热量,根据以上信息和数据,判断下列说法正确的是(　　)。

A.N4属于一种新型的化合物

B.N4分子中只有σ键

C.N4分子中N—N的键角为109°28'

D.1 mol N4转变成N2将吸收882 kJ热量

答案:B

解析:N4是由N元素形成的单质,A项错误;N4分子中N与N之间形成单键,且全部为σ键,B项正确;N4分子是正四面体结构,N—N的键角为60°,C项错误;1molN4转变为N2放出的热量为2×942kJ-6×167kJ=882kJ,D项错误。

二、能力提升

1.下列关于共价键的理解不正确的是(　　)。

氢分子形成示意图

A.由上图可知氢分子中两个氢原子的核间距为0.074 nm

B.H2O2分子中既有极性键又有非极性键

C.氢分子中共价键没有方向性

D.形成共价键后共用电子只在两个原子核之间出现

答案:D

解析:由题图可知,两个氢原子相互靠近的过程中,在相距0.074nm时体系能量最低,体系最稳定,此时形成稳定的氢分子,A项正确;H2O2分子中既存在H—O极性键,又存在O—O非极性键,B项正确;氢分子中两个氢原子的未成对电子均为1s电子,s轨道在空间呈球形对称,故s轨道之间的重叠不具有方向性,C项正确;形成共价键后共用电子在两个原子核之间出现的概率增大,并不是只在两个原子核之间出现,D项错误。

2.下面是从实验中测得的不同物质中氧氧键的键长和键能的数据:

其中x、y的键能数据尚未测定,但可根据规律推导出键能的大小顺序为w>z>y>x。则该规律是(　　)。

A.键长越长,键能越小

B.成键所用的电子数越多,键能越大

C.成键所用的电子数越少,键能越大

D.成键时共用电子偏移程度越大,键能越大

答案:A

解析:根据数据可知键长逐渐减小,但键能逐渐增大,可知键长越长,键能越小,A项正确。由数据可知成键所用电子数都是两个,但键能x<y,说明键能大小与成键电子数无关,B、C项错误。同种元素之间形成的化学键是非极性共价键,共用电子对不偏移,D项错误。

3.六氟化硫分子呈正八面体结构(如图所示),在高电压下仍有良好的绝缘性,性质稳定,在电器工业方面有着广泛的用途,但逸散到空气中会引起强温室效应。下列有关六氟化硫的推测正确的是(　　)。

A.六氟化硫中各原子均为8电子稳定结构

B.六氟化硫易燃烧生成二氧化硫

C.六氟化硫分子中含极性键、非极性键

D.S—F是σ键,且键长、键能都相等

答案:D

解析:根据题图知,每个F原子和1个S原子形成1对共用电子对,每个S原子和6个F原子形成6对共用电子对,所以F原子都达到8电子稳定结构,但S原子最外层达到12电子,A项错误;六氟化硫不易燃烧生成二氧化硫,B项错误;同种原子间形成非极性键,不同种原子间形成极性键,六氟化硫分子中的S—F均为极性键,不含非极性键,C项错误;六氟化硫分子中的S—F都是σ键,为正八面体结构,所以键长、键能都相等,D项正确。

4.由短周期前10号元素组成的物质T和X,有如图所示的转化。X不稳定,易分解。下列有关说法正确的是              (　　)。

A.为使该转化成功进行,Y可以是酸性KMnO4溶液

B.等物质的量的T、X分子中含有π键的数目均为NA(设NA代表阿伏加德罗常数的值)

C.1个X分子中含有的σ键个数是1个T分子中含有的σ键个数的2倍

D.T分子中只含有极性键,X分子中既含有极性键又含有非极性键

答案:A

解析:由球棍模型可知,T为HCHO,X不稳定,易分解,则X为H2CO3,Y为氧化剂,Y可以为氧化性较强的酸性KMnO4溶液,A项正确;等物质的量并不一定是1mol,B项错误;1个X分子中含有的σ键个数为5,1个T分子中含有的σ键个数为3,C项错误;T、X分子中均只含有极性键,无非极性键,D项错误。

5.X、Y、Z、W是元素周期表前四周期中的四种常见元素,其相关信息如下表:

下列说法中错误的是(　　)。

A.W位于元素周期表第四周期第ⅠB族

B.XZ4是一种常用的溶剂,1个XZ4的分子中存在4个σ键

C.键长:H—Y>H—Z

D.XY2分子中Y—X—Y的键角为120°

答案:D

解析:由题给信息推出X元素基态原子的电子排布式为1s22s22p2,为碳元素;Y为硫元素;Z为氯元素;W为铜元素。铜元素位于元素周期表第四周期第ⅠB族,A项正确;CCl4是一种常用的溶剂,1个CCl4分子中全部为单键,有4个σ键,B项正确;原子半径S>Cl,所以键长H—S>H—Cl,C项正确;XY2为CS2,结构式为SCS,空间结构与CO2相似,键角为180°,D项错误。

6.回答下列问题:

(1)有以下物质:A.HF　B.Br2　C.H2O　D.N2

E.C2H4　F.C2H6　G.H2　H.H2O2　I.HCN

J.CO2　K.HCHO

①只含有σ键的是　　　　　　　(填字母,下同); 

②既含有σ键又含有π键的是　; 

③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　　　　; 

④水分子是H2O而不是H3O,是因为共价键具有　　　　性;水分子的键角接近104.5°,是因为共价键具有　　　　性。 

(2)碳酸亚乙烯酯是锂离子电池低温电解液的重要添加剂,其结构如右图所示。下列有关该物质的说法正确的是　　　(填字母)。 

A.分子式为C3H2O3

B.1个分子中含6个σ键

C.分子中只有极性键

D.8.6 g该物质完全燃烧得到6.72 L CO2

答案:(1)①ABCFGH　②DEIJK

③ACEFHIK　④饱和　方向

(2)A

解析:(1)根据以下两点判断化学键类型:①单键只能是σ键,双键中有1个σ键和1个π键,三键中有1个σ键和2个π键;②同种元素原子间形成的共价键是非极性键,不同种元素原子之间形成的共价键是极性键。共价键的方向性决定分子的空间结构,共价键的饱和性决定分子中所含有的原子的数目。

(2)由碳酸亚乙烯酯的结构及C、O原子的成键特点,可知该物质的分子式为C3H2O3,A正确;分子中CO和CC各含有1个σ键,C—O和C—H都是σ键,故1个分子中含有8个σ键,B错误;碳酸亚乙烯酯分子中CO、C—O和C—H都是极性键,CC是非极性键,C错误;8.6g碳酸亚乙烯酯的物质的量为0.1mol,完全燃烧后生成0.3molCO2,在标准状况下其体积为6.72L,但题目未指明CO2是否处于标准状况,D错误。

7.氮是地球上极为丰富的元素。

(1)Li3N晶体中氮以N3-形式存在,基态N3-的电子排布式为　　　　　　　　　　。 

(2)NH3为三角锥形分子,N—H的键能的含义是　　　(填字母)。 

A.把1 mol NH3中的共价键全部拆开所吸收的能量

B.拆开约6.02×1023个N—H所吸收的能量

C.拆开1个N—H所吸收的能量

(3)N≡N的键能为945 kJ·mol-1,N—N的键能为247 kJ·mol-1,计算说明N2中的　　　　(填“σ”或“π”,下同)键比　　　　键稳定。 

(4)已知E(N—H)=391 kJ·mol-1,E(H—Cl)=432 kJ·mol-1,E(Cl—Cl)=243 kJ·mol-1,E(N≡N)=945 kJ·mol-1。计算反应3Cl2+2NH3N2+6HCl的反应热ΔH=　　　　　 kJ·mol-1。 

答案:(1)1s22s22p6　(2)B　(3)π　σ

(4)-462

解析:(1)由Li3N晶体中氮以N3-形式存在,则N3-的最外层应达到8电子,即电子排布式为1s22s22p6。

(2)N—H的键能是指拆开1molN—H所吸收的能量,不是指拆开1个N—H释放的能量。1molNH3分子中含有3molN—H,拆开1molNH3中的N—H吸收的能量应是N—H键能的3倍。

(3)N≡N中有两个π键和一个σ键,而N—N为σ键,键能为247kJ·mol-1,由N≡N的键能为945kJ·mol-1,则π键的键能为=349kJ·mol-1。

(4)ΔH=3E(Cl—Cl)+6E(N—H)-E(N≡N)-6E(H—Cl)=3×243kJ·mol-1+6×391kJ·mol-1-945kJ·mol-1-6×432kJ·mol-1=-462kJ·mol-1。