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人教版 (2019)选择性必修2第一节 共价键优秀第1课时课堂检测
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这是一份人教版 (2019)选择性必修2第一节 共价键优秀第1课时课堂检测，共11页。
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、共价键的形成与特征
1．共价键的形成
(1)概念：原子间通过共用电子对所形成的相互作用，叫做共价键。
(2)成键的粒子：一般为非金属原子(相同或不相同)或金属原子与非金属原子。
(3)本质：原子间通过共用电子对(即原子轨道重叠)产生的强烈作用。
2．共价键的特征
(1)饱和性
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，便可和几个自旋状态相反的电子配对成键，这就是共价键的饱和性。
(2)方向性
除s轨道是球形对称外，其他原子轨道在空间都具有一定的分布特点。在形成共价键时，原子轨道重叠的越多，电子在核间出现的概率越大，所形成的共价键就越牢固，因此共价键将尽可能沿着电子出现概率最大的方向形成，所以共价键具有方向性。如图所示。
(1)形成共价键后体系的能量降低，趋于稳定( )
(2)共价键的饱和性是由成键原子的未成对电子数决定的( )
(3)共价键的饱和性决定了分子内部原子的数量关系( )
(4)共价键的方向性是由成键原子轨道的方向性决定的( )
(5)原子轨道在空间都具有方向性( )
答案 (1)√ (2)√ (3)√ (4)√ (5)×
1．NH3分子中N原子为什么是1个，而H原子为3个？
提示 N和H原子的电子式分别为和H·，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对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．从电负性角度理解共价键、离子键的形成条件，完成表中内容。
结论：当原子的电负性相差很大，化学反应形成的电子对不会被共用，形成的将是________键；而________键是电负性相差不大的原子之间形成的化学键。
答案 2.1 0.9 1.0 离子 共价
3．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．Na和Cl B．H和F
C．K和F D．Ca和O
答案 B
解析 一般电负性相差不大的原子之间容易形成共价键，H和F都是非金属元素的原子，形成的是共价键。
二、共价键类型(按成键原子的原子轨道的重叠方式分类)
1．σ键
2.π键
3.判断σ键、π键的一般规律
共价单键为σ键；共价双键中有一个σ键、一个π键；共价三键由一个σ键和两个π键组成。
(1)σ键和π键都只存在于共价分子中( )
(2)两个原子间可以只形成σ键，但不能只形成π键( )
(3)H原子只能形成π键，N原子可以形成σ键和π键( )
答案 (1)× (2)√ (3)×
1．观察下图乙烷、乙烯和乙炔分子的结构，并回答下列问题。
(1)乙烷中有________个σ键，乙烯、乙炔中σ键与π键的个数之比分别为________、________。
(2)乙烯和乙炔的化学性质为什么比乙烷活泼？
答案 (1)7 5∶1 3∶2
(2)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，不稳定，容易断裂。而乙烷中没有π键，σ键稳定，不易断裂。
2．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)；既有σ键又有π键的是__________。
(2)含有由两个原子的s轨道重叠形成的σ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)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__________。
答案 (1)①②③⑥⑦⑧ ④⑤⑨
(2)⑦
(3)①③⑤⑥⑧⑨
(4)②④⑤⑥⑧⑨
解析 (1)单键只有σ键，双键或三键才含有π键，故只有σ键的是①②③⑥⑦⑧；既有σ键又有π键的是④⑤⑨。
(2)H原子只有s轨道，题给物质中含有由两个原子的s轨道重叠形成的σ键的只有H2。
(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键的有①③⑤⑥⑧⑨。
(4)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键的原子中一定没有H原子，故正确答案为②④⑤⑥⑧⑨。
共价键的分类eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(按共用电子对的数目\b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(共价单键——σ键,共价双键——1个σ键、1个π键,共价三键——1个σ键、2个π键)),按电子云重叠方式\b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(σ键\(――→,\s\up7(特征))电子云呈轴对称,π键\(――→,\s\up7(特征))电子云呈镜面对称))))
1．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( )
A．图中电子云重叠意味着电子在核间出现的机会多
B．氢原子的核外的s轨道重叠形成共价键
C．氢原子的核外电子呈云雾状，在两核间分布得密一些，将两核吸引
D．氢原子之间形成σ键，s-s σ键没有方向性
答案 C
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，A正确；氢原子的核外的s轨道重叠形成共价键，B正确；根据A中分析可知C错误；因s轨道是球形的，故s轨道和s轨道形成σ键时，无方向性，即s-s σ键没有方向性，D正确。
2．下列分子中存在的共价键类型完全相同(从σ键、π键的形成方式角度分析)的是( )
A．CH4与NH3 B．C2H6与C2H4
C．H2与Cl2 D．Cl2与N2
答案 A
解析 分子中全是s-p σ键，A正确；C2H6只存在σ键，而C2H4存在σ键和π键，B错误；H2为s-s σ键，Cl2为p-p σ键，C错误；Cl2中只存在σ键，而N2中存在σ键和π键，D错误。
3．下列四组物质中只含有共价键的是( )
A．H2、O3、C60、N60、
B．Cl2、S8、NaCl、Na2O2、NaHCO3
C．P4、Br2、H2O2、Xe、XeF4
D．NH4HCO3、N2H4、NH3、、KNO3
答案 A
解析 一般活泼的金属和活泼的非金属容易形成离子键，非金属元素的原子间容易形成共价键。则五种物质均只有共价键，A正确；NaCl、Na2O2、NaHCO3中均含有离子键，B错误；Xe分子中不存在化学键，C错误；NH4HCO3、KNO3中均含有离子键，D错误。
4．在N2F2分子中，所有原子均符合8电子稳定结构，则该分子中两个氮原子之间的键型构成是( )
A．仅有一个σ键
B．仅有一个π键
C．一个σ键，一个π键
D．一个σ键，两个π键
答案 C
解析 由题给条件所有原子均符合8电子稳定结构可知，其结构式应为F—N==N—F，则两个氮原子之间为氮氮双键，含有一个σ键，一个π键。
5．分析下列化学式中画有横线的元素，选出符合要求的物质，填空。
A．NH3 B．H2O C．HCl D．CH4 E．C2H6 F．N2
(1)所有的价电子都参与形成共价键的是______________________________________。
(2)只有一个价电子参与形成共价键的是______________________________________。
(3)最外层有未参与成键的电子对的是________________________________________。
(4)既有σ键又有π键的是__________________________________________________。
答案 (1)D、E (2)C (3)A、B、C、F (4)F
解析 NH3中氮原子与3个氢原子形成3个σ键，还有一对不成键电子；H2O中氧原子与2个氢原子形成2个σ键，还有两对不成键电子；HCl中氯原子与1个氢原子形成1个σ键，还有三对不成键电子；CH4中碳原子与4个氢原子形成4个σ键，所有价电子都参与成键；C2H6中碳原子分别与3个氢原子及另1个碳原子形成4个σ键，所有电子都参与成键；N2中1个氮原子与另1个氮原子形成1个σ键，2个π键，还有一对不成键电子。
题组一 共价键的判断
1．原子间形成分子时，决定各原子相互结合的数量关系的是( )
A．共价键的方向性 B．共价键的饱和性
C．共价键原子的大小 D．共价键的稳定性
答案 B
解析 原子间形成分子时，形成了共价键，共价键具有饱和性和方向性，方向性决定分子的空间结构，饱和性则决定原子形成分子时相互结合的数量关系，B正确。
2．下列有关σ键和π键的说法错误的是( )
A．含有π键的分子在反应时，π键是化学反应的积极参与者
B．当原子形成分子时，首先形成σ键，可能形成π键
C．有些原子在与其他原子形成分子时只能形成σ键，不能形成π键
D．在分子中，化学键可能只有π键而没有σ键
答案 D
解析 π键不稳定，易断裂，则含有π键的分子在反应时，π键是化学反应的积极参与者，故A正确；原子形成分子，优先头碰头重叠，则先形成σ键，可能形成π键，故B正确；单键为σ键，而双键、三键中有σ键和π键，则有些原子在与其他原子形成分子时只能形成σ键，不能形成π键，如HCl，故C正确；共价键中一定含σ键，则在分子中，化学键可能只有σ键，而没有π键，故D错误。
3．下列有关σ键的说法错误的是( )
A．如果电子云图像是由两个s电子重叠形成的，即形成s-s σ键
B．s电子与p电子形成s-p σ键
C．p电子和p电子不能形成σ键
D．HCl分子中含有一个s-p σ键
答案 C
解析 σ键是指由两个相同或不相同的原子轨道沿轨道对称轴方向相互重叠而形成的共价键；包括s-s σ键、s-p σ键、p-p σ键等类型，C描述不正确。
4．下列说法正确的是( )
A．Cl2是双原子分子，H2S是三原子分子，这是由共价键的方向性决定的
B．H2O与H2S的空间结构一样是由共价键的饱和性决定的
C．并非所有的共价键都有方向性
D．两原子轨道发生重叠后，电子在两核间出现的概率减小
答案 C
解析 Cl2是双原子分子，H2S是三原子分子，这是由共价键的饱和性决定的，A不正确；H2O与H2S的空间结构一样是由中心原子含有的孤电子对决定的，与共价键的饱和性无关系，B不正确；例如氢气中的共价键没有方向性，C正确；两原子轨道发生重叠后，电子在两核间出现的概率增大，D不正确。
5．具有下列电子排布式的原子中，不能形成π键的是( )
A．1s22s22p63s23p4 B．1s22s22p3
C．1s22s22p63s1 D．1s22s22p2
答案 C
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。
6．下列分子既不存在s-p σ键，也不存在p-p π键的是( )
A．HCl B．HF
C．SO2 D．SCl2
答案 D
解析 共价键是两个原子轨道以“头碰头”或“肩并肩”重叠形成的，s和p轨道以“头碰头”重叠可形成s-p σ键，p轨道之间以“头碰头”重叠可形成p-p σ键，p轨道之间以“肩并肩”重叠可形成p-p π键。HCl分子中存在s-p σ键，故A错误；HF分子中存在s-p σ键，故B错误；SO2分子中存在p-p σ键和p-p π键，故C错误；SCl2分子中只存在p-p σ键，故D正确。
题组二 共价键的应用
7．下列物质的化学式和结构式中，从成键情况看不合理的是( )
A．CH3N：
B．CH4S：
C．CH2SeO：
D．CH4Si：
答案 D
解析 根据价键理论，C、Si需要形成四个价键，N、P形成三个价键，O、Se形成两个价键，H、Cl、F、Br形成一个价键。
8．(2020·镇康县第一中学高二月考)对三硫化四磷分子的结构研究表明，该分子中没有不饱和键，且各原子的最外层均已达到了8个电子的稳定结构。则一个三硫化四磷分子中含有的共价键个数是( )
A．7个 B．9个
C．19个 D．不能确定
答案 B
解析 三硫化四磷分子中没有不饱和键，且各原子的最外层均已达到了8电子的稳定结构，P元素可形成3个共价键，S元素可形成2个共价键，因此一个三硫化四磷分子中含有的共价键个数为eq \f(3×4＋2×3,2)＝9个。
9．P元素的价电子排布为3s23p3，P与Cl形成的化合物有PCl3、PCl5，对此判断正确的是( )
A．磷原子最外层有三个未成对电子，故只能结合三个氯原子形成PCl3
B．PCl3分子中的P—Cl键含有π键
C．PCl5分子中的P—Cl键都是π键
D．磷原子最外层有三个未成对电子，但是能形成PCl5，说明传统的价键理论存在缺陷
答案 D
解析 PCl3的电子式为，P—Cl键都是σ键。PCl5分子中有5个P—Cl σ键，这违背了传统价键理论饱和性原则，说明传统价键理论不能解释PCl5的结构，即传统价键理论存在缺陷。
题组三 共价化合物的电子式
10．下列表示原子间形成共价键的化学用语正确的是( )
A．
B．
C.
D．
答案 D
解析 H2O2为共价化合物，电子式不应带“[]”，不为阴、阳离子，选项A错误；HF为共价化合物，电子式不应带“[]”，不为阴、阳离子，选项B错误；NH3为共价化合物，结构式中未共用的孤电子对不用画出，选项C错误；H2O为共价化合物，氢氧原子各形成一对共用电子对，选项D正确。
11．下列电子式书写错误的是( )
A．甲烷
B．氟化钠
C．过氧化氢
D．BF3
答案 D
解析 甲烷为共价化合物，碳原子与氢原子之间形成1对电子对，A正确；氟化钠为离子化合物，钠原子失去1个电子变为钠离子，而氟原子得到1个电子最外层变为8电子，带有1个单位的负电荷，B正确；过氧化氢为共价化合物，两个氧原子成键形成1对电子对，氧原子与氢原子形成1对电子对，C正确；三氟化硼是共价化合物，没有电子的得失，D错误。
12．(1)如下图所示的分子中，有________个σ键，________个π键。
(2)X、Y、Z是元素周期表中的短周期元素，其中X、Y同周期，Y、Z同主族，Y原子最外层p轨道上的电子数等于前一电子层电子总数，X原子最外层的p能级中只有一个轨道填充了2个电子，而且这三种元素可以形成化合物YX2、ZX2。根据上述信息回答下列问题：
①写出下列元素符号：X________，Y________，Z________。
②YX2分子中含________个σ键，含________个π键。
答案 (1)10 3 (2)①O C Si ②2 2
解析 (1)该分子中有6个C—H、2个C—C、1个C==C、1个C≡C，单键全是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，故该分子中共有10个σ键和3个π键，故选C。(2)①X、Y、Z元素的符号分别是O、C、Si。②CO2分子的结构式为O==C==O，故其中含2个σ键，含2个π键。
13．a、b、c、d为四种由短周期元素组成的中性粒子，它们都有14个电子，且b、c、d都是共价型分子。回答下列问题：
(1)a单质可由原子直接构成，a单质可用作半导体材料，其原子核外电子排布式为________。
(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“极性键”或“非极性键”)。
(4)d是四核化合物，其结构式为____________________；d分子内所含σ键的数目是_____，π键的数目是______，σ键的强度比π键的强度________，原因是________________________
________________________________________________________________________。
答案 (1)1s22s22p63s23p2
(2)CO CO一旦被吸入肺里后，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
(3) 非极性键
(4)H—C≡C—H 3 2 大 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
解析 (1)a单质可由原子直接构成，a单质可用作半导体材料，因此是单质硅。(2)b是双核化合物，常温下为无色无味气体，则b是一氧化碳，化学式为CO。(3)c是双核单质，因此c是氮气。(4)d是四核化合物，有14个电子，d是乙炔，其结构式为H—C≡C—H。
14．有三种物质AC2、B2C2、AD4，元素A在自然界中形成的物质种类最多；元素B的单质能在C的气态单质中剧烈燃烧，火焰呈黄色，并生成淡黄色固体B2C2；元素D的负一价阴离子的电子层结构与氩原子相同，则：
(1)A、B、C、D的元素名称分别是________、________、________、________。
(2)AD4分子中含有的共价键类型为________(填“σ键”或“π键”)。
(3)D的负一价阴离子的电子排布式为________，B2C2的电子式为________，属于________(填“离子化合物”或“共价化合物”)。
答案 (1)碳 钠 氧 氯 (2)σ键 (3)1s22s22p63s23p6 离子化合物
解析 A在自然界中形成的物质种类最多，是碳元素；淡黄色固体B2C2是Na2O2，即B为Na，C为氧；元素D的负一价阴离子电子层结构与氩原子相同，D为Cl，据此回答问题。
15．有A、B、C、D四种元素。已知：①它们均为元素周期表中前20号元素，C、D在同一周期，A、B在同一主族；②它们可以组成化合物B2C2、A2C、DC2等；③B的阳离子与C的阴离子的核外电子排布相同；④B2C2同A2C或DC2反应都生成气体C2，B与A2C反应产生气体A2，A2与气体C2按体积之比为2∶1混合后点燃能发生爆炸，其产物是一种无色无味的液体(在常温下)。请回答下列问题：
(1)写出A、B、C、D四种元素的元素符号：A________、B________、C________、D________。
(2)在B2C2、A2C和DC2中，属于离子化合物的是______，其电子式是__________________，属于共价化合物的是________________，其结构式是________________。
答案 (1)H Na O C (2)Na2O2 H2O、CO2 、O==C==O
解析 原子序数均小于20的A、B、C、D四种元素，相互间可形成B2C2、A2C、DC2等化合物，A2与气体C2按体积比2∶1混合后点燃能发生爆炸，其产物是一种无色无味的液体(在常温下)，则A2C为水，B2C2与A2C或DC2反应都生成C2气体，则A为氢元素、B为钠元素、C为氧元素、D为碳元素，均符合C、D在同一周期，A、B在同一主族及B的阳离子与C的阴离子的核外电子排布相同；由以上分析可以知道，A为H、B为Na、C为O、D为C，据此回答问题。原子
Na
Cl
H
Cl
C
O
电负性
0.9
3.0
2.1
3.0
2.5
3.5
电负性之差(绝对值)
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，共价键电子云的图形不变，这种特征称为轴对称；σ键的强度较大
形成
由两个原子的p轨道“肩并肩”重叠形成
p-p π键
特征
π键的电子云具有镜面对称性，即每个π键的电子云由两块组成，分别位于由两原子核构成平面的两侧，如果以它们之间包含原子核的平面为镜面，它们互为镜像；π键不能旋转；不如σ键牢固，较易断裂
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、共价键的形成与特征
1．共价键的形成
(1)概念：原子间通过共用电子对所形成的相互作用，叫做共价键。
(2)成键的粒子：一般为非金属原子(相同或不相同)或金属原子与非金属原子。
(3)本质：原子间通过共用电子对(即原子轨道重叠)产生的强烈作用。
2．共价键的特征
(1)饱和性
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，便可和几个自旋状态相反的电子配对成键，这就是共价键的饱和性。
(2)方向性
除s轨道是球形对称外，其他原子轨道在空间都具有一定的分布特点。在形成共价键时，原子轨道重叠的越多，电子在核间出现的概率越大，所形成的共价键就越牢固，因此共价键将尽可能沿着电子出现概率最大的方向形成，所以共价键具有方向性。如图所示。
(1)形成共价键后体系的能量降低，趋于稳定( )
(2)共价键的饱和性是由成键原子的未成对电子数决定的( )
(3)共价键的饱和性决定了分子内部原子的数量关系( )
(4)共价键的方向性是由成键原子轨道的方向性决定的( )
(5)原子轨道在空间都具有方向性( )
答案 (1)√ (2)√ (3)√ (4)√ (5)×
1．NH3分子中N原子为什么是1个，而H原子为3个？
提示 N和H原子的电子式分别为和H·，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对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．从电负性角度理解共价键、离子键的形成条件，完成表中内容。
结论：当原子的电负性相差很大，化学反应形成的电子对不会被共用，形成的将是________键；而________键是电负性相差不大的原子之间形成的化学键。
答案 2.1 0.9 1.0 离子 共价
3．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．Na和Cl B．H和F
C．K和F D．Ca和O
答案 B
解析 一般电负性相差不大的原子之间容易形成共价键，H和F都是非金属元素的原子，形成的是共价键。
二、共价键类型(按成键原子的原子轨道的重叠方式分类)
1．σ键
2.π键
3.判断σ键、π键的一般规律
共价单键为σ键；共价双键中有一个σ键、一个π键；共价三键由一个σ键和两个π键组成。
(1)σ键和π键都只存在于共价分子中( )
(2)两个原子间可以只形成σ键，但不能只形成π键( )
(3)H原子只能形成π键，N原子可以形成σ键和π键( )
答案 (1)× (2)√ (3)×
1．观察下图乙烷、乙烯和乙炔分子的结构，并回答下列问题。
(1)乙烷中有________个σ键，乙烯、乙炔中σ键与π键的个数之比分别为________、________。
(2)乙烯和乙炔的化学性质为什么比乙烷活泼？
答案 (1)7 5∶1 3∶2
(2)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，不稳定，容易断裂。而乙烷中没有π键，σ键稳定，不易断裂。
2．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)；既有σ键又有π键的是__________。
(2)含有由两个原子的s轨道重叠形成的σ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)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__________。
答案 (1)①②③⑥⑦⑧ ④⑤⑨
(2)⑦
(3)①③⑤⑥⑧⑨
(4)②④⑤⑥⑧⑨
解析 (1)单键只有σ键，双键或三键才含有π键，故只有σ键的是①②③⑥⑦⑧；既有σ键又有π键的是④⑤⑨。
(2)H原子只有s轨道，题给物质中含有由两个原子的s轨道重叠形成的σ键的只有H2。
(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键的有①③⑤⑥⑧⑨。
(4)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键的原子中一定没有H原子，故正确答案为②④⑤⑥⑧⑨。
共价键的分类eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(按共用电子对的数目\b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(共价单键——σ键,共价双键——1个σ键、1个π键,共价三键——1个σ键、2个π键)),按电子云重叠方式\b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(σ键\(――→,\s\up7(特征))电子云呈轴对称,π键\(――→,\s\up7(特征))电子云呈镜面对称))))
1．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( )
A．图中电子云重叠意味着电子在核间出现的机会多
B．氢原子的核外的s轨道重叠形成共价键
C．氢原子的核外电子呈云雾状，在两核间分布得密一些，将两核吸引
D．氢原子之间形成σ键，s-s σ键没有方向性
答案 C
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，A正确；氢原子的核外的s轨道重叠形成共价键，B正确；根据A中分析可知C错误；因s轨道是球形的，故s轨道和s轨道形成σ键时，无方向性，即s-s σ键没有方向性，D正确。
2．下列分子中存在的共价键类型完全相同(从σ键、π键的形成方式角度分析)的是( )
A．CH4与NH3 B．C2H6与C2H4
C．H2与Cl2 D．Cl2与N2
答案 A
解析 分子中全是s-p σ键，A正确；C2H6只存在σ键，而C2H4存在σ键和π键，B错误；H2为s-s σ键，Cl2为p-p σ键，C错误；Cl2中只存在σ键，而N2中存在σ键和π键，D错误。
3．下列四组物质中只含有共价键的是( )
A．H2、O3、C60、N60、
B．Cl2、S8、NaCl、Na2O2、NaHCO3
C．P4、Br2、H2O2、Xe、XeF4
D．NH4HCO3、N2H4、NH3、、KNO3
答案 A
解析 一般活泼的金属和活泼的非金属容易形成离子键，非金属元素的原子间容易形成共价键。则五种物质均只有共价键，A正确；NaCl、Na2O2、NaHCO3中均含有离子键，B错误；Xe分子中不存在化学键，C错误；NH4HCO3、KNO3中均含有离子键，D错误。
4．在N2F2分子中，所有原子均符合8电子稳定结构，则该分子中两个氮原子之间的键型构成是( )
A．仅有一个σ键
B．仅有一个π键
C．一个σ键，一个π键
D．一个σ键，两个π键
答案 C
解析 由题给条件所有原子均符合8电子稳定结构可知，其结构式应为F—N==N—F，则两个氮原子之间为氮氮双键，含有一个σ键，一个π键。
5．分析下列化学式中画有横线的元素，选出符合要求的物质，填空。
A．NH3 B．H2O C．HCl D．CH4 E．C2H6 F．N2
(1)所有的价电子都参与形成共价键的是______________________________________。
(2)只有一个价电子参与形成共价键的是______________________________________。
(3)最外层有未参与成键的电子对的是________________________________________。
(4)既有σ键又有π键的是__________________________________________________。
答案 (1)D、E (2)C (3)A、B、C、F (4)F
解析 NH3中氮原子与3个氢原子形成3个σ键，还有一对不成键电子；H2O中氧原子与2个氢原子形成2个σ键，还有两对不成键电子；HCl中氯原子与1个氢原子形成1个σ键，还有三对不成键电子；CH4中碳原子与4个氢原子形成4个σ键，所有价电子都参与成键；C2H6中碳原子分别与3个氢原子及另1个碳原子形成4个σ键，所有电子都参与成键；N2中1个氮原子与另1个氮原子形成1个σ键，2个π键，还有一对不成键电子。
题组一 共价键的判断
1．原子间形成分子时，决定各原子相互结合的数量关系的是( )
A．共价键的方向性 B．共价键的饱和性
C．共价键原子的大小 D．共价键的稳定性
答案 B
解析 原子间形成分子时，形成了共价键，共价键具有饱和性和方向性，方向性决定分子的空间结构，饱和性则决定原子形成分子时相互结合的数量关系，B正确。
2．下列有关σ键和π键的说法错误的是( )
A．含有π键的分子在反应时，π键是化学反应的积极参与者
B．当原子形成分子时，首先形成σ键，可能形成π键
C．有些原子在与其他原子形成分子时只能形成σ键，不能形成π键
D．在分子中，化学键可能只有π键而没有σ键
答案 D
解析 π键不稳定，易断裂，则含有π键的分子在反应时，π键是化学反应的积极参与者，故A正确；原子形成分子，优先头碰头重叠，则先形成σ键，可能形成π键，故B正确；单键为σ键，而双键、三键中有σ键和π键，则有些原子在与其他原子形成分子时只能形成σ键，不能形成π键，如HCl，故C正确；共价键中一定含σ键，则在分子中，化学键可能只有σ键，而没有π键，故D错误。
3．下列有关σ键的说法错误的是( )
A．如果电子云图像是由两个s电子重叠形成的，即形成s-s σ键
B．s电子与p电子形成s-p σ键
C．p电子和p电子不能形成σ键
D．HCl分子中含有一个s-p σ键
答案 C
解析 σ键是指由两个相同或不相同的原子轨道沿轨道对称轴方向相互重叠而形成的共价键；包括s-s σ键、s-p σ键、p-p σ键等类型，C描述不正确。
4．下列说法正确的是( )
A．Cl2是双原子分子，H2S是三原子分子，这是由共价键的方向性决定的
B．H2O与H2S的空间结构一样是由共价键的饱和性决定的
C．并非所有的共价键都有方向性
D．两原子轨道发生重叠后，电子在两核间出现的概率减小
答案 C
解析 Cl2是双原子分子，H2S是三原子分子，这是由共价键的饱和性决定的，A不正确；H2O与H2S的空间结构一样是由中心原子含有的孤电子对决定的，与共价键的饱和性无关系，B不正确；例如氢气中的共价键没有方向性，C正确；两原子轨道发生重叠后，电子在两核间出现的概率增大，D不正确。
5．具有下列电子排布式的原子中，不能形成π键的是( )
A．1s22s22p63s23p4 B．1s22s22p3
C．1s22s22p63s1 D．1s22s22p2
答案 C
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。
6．下列分子既不存在s-p σ键，也不存在p-p π键的是( )
A．HCl B．HF
C．SO2 D．SCl2
答案 D
解析 共价键是两个原子轨道以“头碰头”或“肩并肩”重叠形成的，s和p轨道以“头碰头”重叠可形成s-p σ键，p轨道之间以“头碰头”重叠可形成p-p σ键，p轨道之间以“肩并肩”重叠可形成p-p π键。HCl分子中存在s-p σ键，故A错误；HF分子中存在s-p σ键，故B错误；SO2分子中存在p-p σ键和p-p π键，故C错误；SCl2分子中只存在p-p σ键，故D正确。
题组二 共价键的应用
7．下列物质的化学式和结构式中，从成键情况看不合理的是( )
A．CH3N：
B．CH4S：
C．CH2SeO：
D．CH4Si：
答案 D
解析 根据价键理论，C、Si需要形成四个价键，N、P形成三个价键，O、Se形成两个价键，H、Cl、F、Br形成一个价键。
8．(2020·镇康县第一中学高二月考)对三硫化四磷分子的结构研究表明，该分子中没有不饱和键，且各原子的最外层均已达到了8个电子的稳定结构。则一个三硫化四磷分子中含有的共价键个数是( )
A．7个 B．9个
C．19个 D．不能确定
答案 B
解析 三硫化四磷分子中没有不饱和键，且各原子的最外层均已达到了8电子的稳定结构，P元素可形成3个共价键，S元素可形成2个共价键，因此一个三硫化四磷分子中含有的共价键个数为eq \f(3×4＋2×3,2)＝9个。
9．P元素的价电子排布为3s23p3，P与Cl形成的化合物有PCl3、PCl5，对此判断正确的是( )
A．磷原子最外层有三个未成对电子，故只能结合三个氯原子形成PCl3
B．PCl3分子中的P—Cl键含有π键
C．PCl5分子中的P—Cl键都是π键
D．磷原子最外层有三个未成对电子，但是能形成PCl5，说明传统的价键理论存在缺陷
答案 D
解析 PCl3的电子式为，P—Cl键都是σ键。PCl5分子中有5个P—Cl σ键，这违背了传统价键理论饱和性原则，说明传统价键理论不能解释PCl5的结构，即传统价键理论存在缺陷。
题组三 共价化合物的电子式
10．下列表示原子间形成共价键的化学用语正确的是( )
A．
B．
C.
D．
答案 D
解析 H2O2为共价化合物，电子式不应带“[]”，不为阴、阳离子，选项A错误；HF为共价化合物，电子式不应带“[]”，不为阴、阳离子，选项B错误；NH3为共价化合物，结构式中未共用的孤电子对不用画出，选项C错误；H2O为共价化合物，氢氧原子各形成一对共用电子对，选项D正确。
11．下列电子式书写错误的是( )
A．甲烷
B．氟化钠
C．过氧化氢
D．BF3
答案 D
解析 甲烷为共价化合物，碳原子与氢原子之间形成1对电子对，A正确；氟化钠为离子化合物，钠原子失去1个电子变为钠离子，而氟原子得到1个电子最外层变为8电子，带有1个单位的负电荷，B正确；过氧化氢为共价化合物，两个氧原子成键形成1对电子对，氧原子与氢原子形成1对电子对，C正确；三氟化硼是共价化合物，没有电子的得失，D错误。
12．(1)如下图所示的分子中，有________个σ键，________个π键。
(2)X、Y、Z是元素周期表中的短周期元素，其中X、Y同周期，Y、Z同主族，Y原子最外层p轨道上的电子数等于前一电子层电子总数，X原子最外层的p能级中只有一个轨道填充了2个电子，而且这三种元素可以形成化合物YX2、ZX2。根据上述信息回答下列问题：
①写出下列元素符号：X________，Y________，Z________。
②YX2分子中含________个σ键，含________个π键。
答案 (1)10 3 (2)①O C Si ②2 2
解析 (1)该分子中有6个C—H、2个C—C、1个C==C、1个C≡C，单键全是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，故该分子中共有10个σ键和3个π键，故选C。(2)①X、Y、Z元素的符号分别是O、C、Si。②CO2分子的结构式为O==C==O，故其中含2个σ键，含2个π键。
13．a、b、c、d为四种由短周期元素组成的中性粒子，它们都有14个电子，且b、c、d都是共价型分子。回答下列问题：
(1)a单质可由原子直接构成，a单质可用作半导体材料，其原子核外电子排布式为________。
(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“极性键”或“非极性键”)。
(4)d是四核化合物，其结构式为____________________；d分子内所含σ键的数目是_____，π键的数目是______，σ键的强度比π键的强度________，原因是________________________
________________________________________________________________________。
答案 (1)1s22s22p63s23p2
(2)CO CO一旦被吸入肺里后，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
(3) 非极性键
(4)H—C≡C—H 3 2 大 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
解析 (1)a单质可由原子直接构成，a单质可用作半导体材料，因此是单质硅。(2)b是双核化合物，常温下为无色无味气体，则b是一氧化碳，化学式为CO。(3)c是双核单质，因此c是氮气。(4)d是四核化合物，有14个电子，d是乙炔，其结构式为H—C≡C—H。
14．有三种物质AC2、B2C2、AD4，元素A在自然界中形成的物质种类最多；元素B的单质能在C的气态单质中剧烈燃烧，火焰呈黄色，并生成淡黄色固体B2C2；元素D的负一价阴离子的电子层结构与氩原子相同，则：
(1)A、B、C、D的元素名称分别是________、________、________、________。
(2)AD4分子中含有的共价键类型为________(填“σ键”或“π键”)。
(3)D的负一价阴离子的电子排布式为________，B2C2的电子式为________，属于________(填“离子化合物”或“共价化合物”)。
答案 (1)碳 钠 氧 氯 (2)σ键 (3)1s22s22p63s23p6 离子化合物
解析 A在自然界中形成的物质种类最多，是碳元素；淡黄色固体B2C2是Na2O2，即B为Na，C为氧；元素D的负一价阴离子电子层结构与氩原子相同，D为Cl，据此回答问题。
15．有A、B、C、D四种元素。已知：①它们均为元素周期表中前20号元素，C、D在同一周期，A、B在同一主族；②它们可以组成化合物B2C2、A2C、DC2等；③B的阳离子与C的阴离子的核外电子排布相同；④B2C2同A2C或DC2反应都生成气体C2，B与A2C反应产生气体A2，A2与气体C2按体积之比为2∶1混合后点燃能发生爆炸，其产物是一种无色无味的液体(在常温下)。请回答下列问题：
(1)写出A、B、C、D四种元素的元素符号：A________、B________、C________、D________。
(2)在B2C2、A2C和DC2中，属于离子化合物的是______，其电子式是__________________，属于共价化合物的是________________，其结构式是________________。
答案 (1)H Na O C (2)Na2O2 H2O、CO2 、O==C==O
解析 原子序数均小于20的A、B、C、D四种元素，相互间可形成B2C2、A2C、DC2等化合物，A2与气体C2按体积比2∶1混合后点燃能发生爆炸，其产物是一种无色无味的液体(在常温下)，则A2C为水，B2C2与A2C或DC2反应都生成C2气体，则A为氢元素、B为钠元素、C为氧元素、D为碳元素，均符合C、D在同一周期，A、B在同一主族及B的阳离子与C的阴离子的核外电子排布相同；由以上分析可以知道，A为H、B为Na、C为O、D为C，据此回答问题。原子
Na
Cl
H
Cl
C
O
电负性
0.9
3.0
2.1
3.0
2.5
3.5
电负性之差(绝对值)
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，共价键电子云的图形不变，这种特征称为轴对称；σ键的强度较大
形成
由两个原子的p轨道“肩并肩”重叠形成
p-p π键
特征
π键的电子云具有镜面对称性，即每个π键的电子云由两块组成，分别位于由两原子核构成平面的两侧，如果以它们之间包含原子核的平面为镜面，它们互为镜像；π键不能旋转；不如σ键牢固，较易断裂
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