人教版 (2019)选择性必修2第二章 分子结构与性质第一节 共价键精品课后作业题

第一节　共价键

课后·训练提升

基础巩固

1.(2020湖北沙市中学高二上期末)下列物质的分子中既含有σ键又含有π键的是(　　)。

A.HCl B.H2O

C.H2O2 D.C2H4

答案:D

2.根据氢原子和氟原子的核外电子排布,对F2和HF分子中形成的共价键描述正确的是(　　)。

A.两者都为s-s σ键

B.两者都为p-p σ键

C.前者为p-p σ键,后者为s-p σ键

D.前者为s-s σ键,后者为s-p σ键

答案:C

解析:H原子的1个电子排布在1s轨道,F原子的最外层7个电子排布在2s、2p轨道,F2单质中共价键是p-p σ键,而HF分子中是H原子的1s轨道与F原子的2p轨道“头碰头”重叠,形成s-p σ键。

3.(2020河北深州一中高二下月考)1个丁烯二酸

(HOOCCHCHCOOH)分子结构中含有σ键、π键的个数分别是(　　)。

A.4个σ键、1个π键

B.11个σ键、3个π键

C.4个σ键、3个π键

D.9个σ键、5个π键

答案:B

解析:分子中含有1个CC、2个CO、2个C—H、2个C—O、2个C—C、2个O—H,其中CC、CO均含有1个σ键、1个π键,其他都为σ键,则1个丁烯二酸分子中含有11个σ键、3个π键。

4.六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。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。

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分子中的共价键全部为单键,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.乙烯就是一种常用的催熟剂,下列对乙烯中化学键的分析中正确的是(　　)。

A.在乙烯分子中有1个σ键、1个π键

B.乙烯在发生加成反应时,断裂的是碳原子间的σ键

C.乙烯可以在一定条件下制得氯乙烯,在该过程中断裂的是C—H σ键

D.乙烯分子中的σ键关于镜面对称

答案:C

解析:在乙烯分子中存在4个C—H σ键和1个C—C σ键,同时还含有1个碳碳原子间的π键,A项错误。由于σ键要比π键稳定,故乙烯在发生加成反应时断裂的是碳碳原子间的π键,B项错误。由乙烯制得氯乙烯可看作是乙烯中的1个氢原子被氯原子取代,故断裂的是C—H σ键,C项正确。σ键是轴对称,D项错误。

7.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              (　　)。

A.氨基苯甲酸

B.羟基丙酮

C.肉桂酸(C6H5—CHCH—COOH)

D.酒精

答案:D

解析:π键只存在于不饱和键中,选项A、B、C中均含有CO,含有π键,而D项中无不饱和键,不含有π键,因而酒精没有防晒效果,故选D项。

8.下列有关化学键类型的判断中正确的是(　　)。

A.全部由非金属元素组成的化合物中不可能存在离子键

B.物质中有σ键一定有π键,有π键一定有σ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和C—C均为σ键

答案:D

解析:NH4Cl、(NH4)2SO4均是由非金属元素组成的,均存在离子键,A项错误。共价双键中有1个为σ键,另外1个为π键;共价三键中有1个为σ键,另外2个为π键,故1个乙炔(H—C≡C—H)分子中有2个C—H σ键,C≡C中有1个σ键、2个π键,C项错误。共价单键为σ键,乙烷分子的结构式为,其分子中所含的6个C—H和1个C—C均为σ键,D项正确。

9.下表是一些键能数据(单位为kJ·mol-1):

回答下列问题。

(1)①由表中数据能否得出下列结论:半径越小的原子形成的共价键越牢固(即键能越大)　　　　(填“能”或“不能”,下同);非金属性越强的原子形成的共价键越牢固　　　。 

②请从数据中找出一些规律,并写出一条: 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　; 

试预测C—Br的键能范围:　　　 kJ·mol-1<C—Br的键能<　　　　 kJ·mol-1。 

(2)由热化学方程式H2(g)+Cl2(g)2HCl(g)　ΔH=-185 kJ·mol-1并结合上表数据可推知一个化学反应的反应热(设反应物和生成物均为气态)与反应物和生成物的键能之间的关系是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　,由热化学方程式2H2(g)+S2(s)2H2S(g)　ΔH=-224.5 kJ·mol-1和表中数值可计算出1 mol S2(s)汽化时将　　　　(填“吸收”或“放出”)　　　 kJ的热量。 

(3)卤代烃RX在同样条件下发生碱性水解反应时,RF、RCl、RBr、RI(R相同)的反应活性由大到小的顺序是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 

答案:(1)①不能　不能　②与相同原子结合时同主族元素形成的共价键,原子半径越小,共价键越牢固(其他合理答案也可)　218　330

(2)化学反应的反应热等于反应物的键能之和与生成物的键能之和的差　吸收　4.5

(3)RI>RBr>RCl>RF

能力提升

1.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—C σ键、2个C—N σ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。

2.S中存在一种特殊的π键,它是由配位氧原子p轨道上的孤电子对与中心硫原子的空3d轨道发生“肩并肩”重叠而形成,称为d-p π键。下列粒子中可能含有d-p π键的是(　　)。

A.C B.NCl3 C.Cl D.PH3

答案:C

解析:PH3、NCl3中只有单键,即只含有σ键,没有π键;Cl中Cl原子的3p轨道含有电子,3d为空轨道,所以氧原子p轨道上的孤电子对与中心原子的空3d轨道发生“肩并肩”重叠而形成d-p π键,而C中C原子有一个2p轨道为空轨道,综上可知,可能含有d-p π键的是Cl。

3.N2的分子结构可以表示为,CO的分子结构可以表示为,其中椭圆框表示π键,下列说法中不正确的是              (　　)。

A.N2分子与CO分子中都含有三键

B.N2分子与CO分子中的π键并不完全相同

C.N2与CO的键能不同

D.N2与CO的化学性质相同

答案:D

解析:从题图可以看出,N2分子与CO分子中均含有1个σ键和2个π键,所以两者都含有三键,A项正确。N2分子中的2个π键是由每个N原子各提供2个p电子以“肩并肩”的方式重叠形成的,而CO分子中的2个π键中的1个π键,其成键电子完全由氧原子提供,B项正确。由于不同元素形成的三键,键能不同,C项正确,D项错误。

4.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109.5°

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。1 mol N4转变为N2放出的热量为2×942 kJ-6×167 kJ=882 kJ,D项错误。

5.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。

氢分子的形成过程示意图

(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　　　　。 

A.一个氢分子中含有一个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.一个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。

请回答下列问题:

(1)试比较Si—Si与Si—C的键能大小:x　　　　(填“>”“<”或“=”)226 kJ·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。试计算每千克H2燃烧(生成水蒸气)放出的热量约为　　　　;每摩尔硅完全燃烧放出的热量约为　　　　(已知1 mol Si中含有2 mol Si—Si,1 mol SiO2中含有4 mol Si—O)。 

答案:Ⅰ.(1)74 pm　①⑤②③④　(2)BC

Ⅱ.(1)>　(2)120 475 kJ　858.7 kJ

解析:Ⅰ.(1)可以直接从题图中读出有关数据,H—H的键长为74 pm;体系能量由高到低的顺序是①⑤②③④。(2)一个氢分子中含有一个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。一个氢分子中含有一个非极性共价键,D项错误。Ⅱ.(1)Si—Si的键长比Si—C的键长长,Si—Si的键能比Si—C的键能小。(2)由题图可知H—H的键能为436.0 kJ·mol-1,每千克H2燃烧(生成水蒸气)放出的热量约为1 000 g÷2 g·mol-1×(462.8 kJ·mol-1×2-436.0 kJ·mol-1-497.3 kJ·mol-1×)=120 475 kJ;每摩尔硅完全燃烧放出的热量约为452 kJ·mol-1×4 mol-497.3 kJ·mol-1×1 mol-226 kJ·mol-1×2 mol=858.7 kJ。