人教版 (2019)选择性必修2第一节 共价键课时训练

第二章　分子结构与性质

第一节  共价键

【基础巩固】

1.下列关于共价键的说法中错误的是 (　　)

A.原子之间通过共用电子对所形成的化学键叫共价键

B.电负性相同或差值小的非金属原子形成的化学键为共价键

C.HCl中Cl显-1价是因为共用电子对只在氯原子周围运动

D.H2O分子中有两个O—H共价键

解析：共用电子对在成键的两个原子核之间高概率地出现。

答案：C　

2.(2022·广东云浮)下列关于σ键和π键的说法中，错误的是 (　　)

A.所有的σ键的强度都比π键大

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.氟化氢中H—F是s-p σ键

D.σ键可以绕键轴旋转，π键一定不能绕键轴旋转

解析：A项，σ键不一定比π键强度大，如氮气中σ键的强度比π键强度小，错误；B项，原子轨道与原子轨道之间的重叠方式有两种：“头碰头”重叠，“肩并肩”重叠，“头碰头”重叠形成σ键，“肩并肩”重叠形成π键，正确；C项， H—F是H的1s轨道与F的2p轨道“头碰头”形成的，是s-p σ键，正确；D项，σ键为轴对称，π键为镜面对称，所以σ键可以绕键轴旋转，π键一定不能绕键轴旋转，正确。

答案：A　

3.(2022·广东佛山)已知各共价键的键能如表所示，下列说法正确的是 (　　)

A.键的极性大小顺序：H—I>H—Cl>H—F

B.表中最稳定的共价键是F—F

C.431.8 kJ·mol-1>E(H—Br)>298.7 kJ·mol-1

D.上述键能可以说明热稳定性的顺序是HF<HCl<HI

解析：A项，电负性的差值越大，键的极性越强，F、Cl、I与H的电负性差值逐渐减小，因此键的极性大小顺序：H—I<H—Cl<H—F，错误；B项，键能越大，共价键越稳定，因此表中最稳定的共价键是H—F，错误；C项，根据表格中数据得到E(H—Br)介于E(H—I)和E(H—Cl)之间，即431.8 kJ·mol-1>E(H—Br)>298.7 kJ·mol-1，正确；D项，键能越大，分子越稳定，因此，题述键能可以说明热稳定性的顺序是HF>HCl>HI，错误。

答案：C　

4.(2022·广东东莞)下列有关共价键键参数的比较中，错误的是 (　　)

A.键能：E(C—N)<E(CN)<E(C≡N)

B.键长：I—I > Br—Br > Cl—Cl

C.分子中的键角：H2O > NH3

D.乙烯分子中，碳碳双键中的键能：σ键 > π键

解析：键能：单键<双键<三键，所以三种物质键能：E(C—N)< E (CN)< E (C≡N)，A项正确；同一主族元素从上到下，原子半径逐渐增大，原子半径：r(I)>r (Br)>r(Cl)，键长：I—I>Br—Br>Cl—Cl，B项正确；H2O分子中O和NH3中N都采取不等性sp3杂化，H2O分子中O上有两个孤电子对，NH3分子中N上只有一个孤电子对，且电子对之间斥力大小顺序：孤电子对-孤电子对>孤电子对-成键电子对>成键电子对-成键电子对，所以分子中的键角：H2O<NH3，H2O分子中键角为105°，NH3分子中键角为107°，C项错误；σ键为“头碰头”重叠形成，强度大，π键为“肩并肩”重叠形成，强度小，乙烯分子中，碳碳双键中的键能：σ键>π键，D项正确。

答案：C　

5.下列分子中含有两个π键的是 (　　)

①HCN(H—C≡N)　②H2O　③N2

④H2O2　⑤C2H4　⑥C2H2

A.①②③⑥B.③④⑤⑥C.①③⑥D.③⑤⑥

解析：三键中含有2个π键和1个σ键，含三键的物质是①HCN、③N2、⑥C2H2。

答案：C　

6.(2022·广东佛山)工业上常用反应2C+SiO2Si+2CO制备粗硅，若碳过量还会生成SiC。下列说法错误的是              (　　)

A.原子半径：r(C)<r(Si)，键长长度：C—C<C—Si<Si—Si

B.SiH4中Si的化合价为+4价，CH4中C的化合价为-4价，因此SiH4还原性小于CH4

C.Si原子间难形成双键而C原子间可以，是因为Si的原子半径大于C的，较难形成p-p π键

D.键能：E(Si—H)<E(C—H)，E(Si—Si)<E(C—C)，因此硅烷的种类和数量不如烷烃的多

解析：原子半径：r(C)<r(Si)，键长长度C—C<C—Si<Si—Si，A项正确；SiH4中Si元素的非金属性小于CH4中C的非金属性，因此SiH4还原性大于CH4，B项错误；Si的原子半径大，原子间形成的σ键较长，p-p轨道重叠程度很小，因此难于形成p-p π键，C项正确；键能：E(Si—H)<E(C—H)，E(Si—Si)<E(C—C)， Si—H、Si—Si易断裂，因此硅烷的种类和数量不如烷烃的多， D项正确。

答案：B　

7.我国科学家研制出一种催化剂，能在室温下高效催化空气中甲醛的氧化，其反应如下：HCHO+O2CO2+H2O。下列有关说法中正确的是              (　　)

A.该反应为吸热反应

B.CO2分子中的化学键为非极性共价键

C.HCHO分子中既含σ键又含π键

D.每生成1.8 g H2O消耗2.24 L O2

解析：氧化反应一般为放热反应，A项错误；CO2分子中的化学键为极性共价键，B项错误；HCHO分子中既有σ键，又有π键，C项正确；未指明是标准状况下，即消耗的O2不一定为2.24 L，D项错误。

答案：C

8.已知N—N、NN、键能之比为1.00∶2.17∶4.90，而C—C、CC、键能之比为1.00∶1.77∶2.34。下列有关叙述中不正确的是(　　)

A.乙烯分子中σ键、π键的电子云形状对称性不同

B.乙炔分子中π键重叠程度比σ键小，易发生加成反应

C.氮分子中的非常牢固，不易发生加成反应

D.氮气和乙炔都易在空气中被点燃燃烧

解析：由题意知，键能大于N—N键能的三倍，NN键能大于N—N键能的两倍；而键能小于C—C键能的三倍，CC键能小于C—C键能的两倍。说明乙炔分子和乙烯分子中的π键不牢固，易发生加成反应，也易发生氧化反应；而氮分子中的非常牢固，化学性质稳定，不易发生加成反应及氧化反应。σ键的电子云形状呈轴对称，π键的电子云形状呈镜面对称。

答案：D

9.根据下表中所列的键能数据，判断下列分子中最不稳定的是 (　　)

A.HCl   B.HBr   C.H2   D.Br2

解析：键能越小，键长越长，共价键越不牢固，分子越不稳定。

答案：D　

10.有以下物质：①HF，②Cl2，③H2O，④N2，⑤C2H4，⑥C2H6，

⑦H2，⑧H2O2，⑨HCN(H—C≡N)。

(1)只有σ键的是　　　　　　　　　(填序号，下同)； 

(2)既有σ键，又有π键的是　　　　　； 

(3)含有由两个原子的s轨道重叠形成的σ键的是　　　。 

答案：(1)①②③⑥⑦⑧　(2)④⑤⑨　(3)⑦

11.根据氢气分子的形成过程示意图，回答问题。

(1)H—H的键长为　　　　　　　　　　，①~⑤中，体系能量由高到低的顺序是　　　　　　。 

(2)下列说法中正确的是　　　　　　(填字母)。 

A.氢气分子中含有一个π键

B.由①到④，电子在核间出现的概率增加

C.由④到⑤，必须消耗外界的能量

D.氢气分子中含有一个极性共价键

(3)已知几种常见化学键的键能如下表：

请回答下列问题。

①比较Si—Si与Si—C的键能大小：x　　　　(填“>”“<”或“=”)176 kJ·mol-1。 

②H2被誉为21世纪人类最理想的燃料。试计算：每千克H2燃烧(生成水蒸气)放出的热量约为　　　　　　　。 

解析：(1)可以直接从图上有关数据看出，H—H的键长为0.074 nm；体系能量由高到低的顺序是①⑤②③④。(2)氢气分子中含有一个σ键，A项错误；共价键的本质就是高概率出现在原子间的电子与原子间的电性作用，B项正确；④已经达到稳定状态，C项正确；氢气分子中含有一个非极性共价键，D项错误。(3)①Si—Si的键长比Si—C的键长长，键能小。②从图上读出，H—H的键能为436 kJ·mol-1，1 mol H2燃烧(生成水蒸气)放出的热量约为462.8 kJ·mol-1×2 mol-436 kJ·mol-1×1 mol-497.3 kJ·mol-1× mol≈241 kJ，则1 kg H2燃烧放出热量为×241 kJ·mol-1=120 500 kJ。

答案：(1)0.074 nm　①⑤②③④　(2)BC

(3)①>　②120 500 kJ

【拓展提高】

12.下列事实不能用键能的大小来解释的是 (　　)

A.N2的化学性质很稳定

B.稀有气体一般难发生反应

C.HF、HCl、HBr、HI的稳定性逐渐减弱

D.F2比O2更容易与H2反应

解析：由于N2分子中存在，键能很大，破坏共价键需要很大的能量，所以N2的化学性质很稳定；稀有气体都为单原子分子，分子内部没有化学键；卤族元素从F到I的原子半径逐渐增大，其氢化物中的键长逐渐变长，键能逐渐变小，所以稳定性逐渐减弱；由于H—F的键能大于H—O，所以更容易生成HF。

答案：B　

13.能说明BF3分子中的4个原子在同一平面的理由是 (　　)

A.两个键之间的夹角为120°

B.B—F为非极性共价键

C.3个B—F的键能相同

D.3个B—F的键长相等

解析：当F—B—F键角为120°时，BF3分子中的4个原子共面且构成平面三角形。分子的空间结构由键长和键角决定。

答案：A　

14.下面是从实验中测得的不同物质中O—O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.成键所用的电子数越多，键能越大

B.键长越长，键能越小

C.成键所用的电子数越少，键能越大

D.成键时共用电子对越偏移，键能越大

解析：观察表中数据发现，O2与的键能较大者，键长短，中O—O的键长比中的长，所以键能小。按键长由短到长的顺序为<O2<<，则键能大小顺序应为w>z>y>x。

答案：B　

15.氰气的化学式为(CN)2，结构式为，性质与卤素相似，下列叙述中正确的是 (　　)

①分子中既有极性共价键，又有非极性共价键

②分子中的键长大于C—C的键长

③分子中含有3个σ键和4个π键

④氰气不与氢氧化钠溶液发生反应

A.①②   B.①③  C.②③   D.②④

解析：①中，分子中是极性共价键，C—C是非极性共价键；②中，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的键长比C—C的键长短；③中，(CN)2分子中含有3个σ键和4个π键；④中，由于与卤素性质相似，故(CN)2可以与氢氧化钠溶液反应。故选B项。

答案：B　

【挑战创新】

16. a、b、c、d为四种由短周期元素构成的中性粒子，它们都有14个电子，且都是共价型分子。请回答下列问题。

(1)a是单核粒子，a单质可用作半导体材料，a基态原子的核外电子排布式为　　　　　　　　。 

(2)b是双核化合物，常温下为无色无味气体。b的化学式为　　　　。人一旦吸入b气体后，就易引起中毒，是因为　 　　　　　　　　而中毒。 

(3)c是双核单质，写出其电子式：　　　　　。c分子中所含共价键的类型为　　　　　　　　　　(填“极性共价键”或“非极性共价键”)。c单质常温下性质稳定，不易发生反应，原因是 　。 

(4)d是四核化合物，其结构式为　　　　　　　　　；d分子内所含共价键有　　　个σ键、　　　个π键；σ键与π键的强度大小关系为σ键　　　　(填“>”“<”或“=”)π键，原因是　　。 

解析：本题考查关于共价键的综合知识。由题意知，a是单核粒子，含14个电子，是Si，Si可作半导体材料；b是双核化合物，根据其性质：无色无味气体，易引起中毒，推断b为CO，CO一旦进入肺里，会与血液中的血红蛋白结合而使血红蛋白丧失输送氧气的能力，使人中毒；c是双原子单质，每个原子有7个电子，故c为N2，N2分子的结构式为N≡N，含非极性共价键，N2分子中的N≡N键能很大，所以N2分子很稳定；d是四核化合物，即4个原子共有14个电子，只能是烃，故d为C2H2，C2H2的结构式为H—C≡C—H，有2个C—H σ键、1个C—C σ键、2个π键。

答案：(1)1s22s22p63s23p2

(2)CO　CO被吸入肺里后，会与血液中的血红蛋白结合，使血红蛋白丧失输送氧气的能力

(3N︙︙　非极性共价键　N2分子中的N≡N键能很大，共价键很牢固

(4)H—C≡C—H　3　2　>　形成σ键的原子轨道的重叠程度比π键的重叠程度大，形成的共价键强