高中化学苏教版 (2019)选择性必修2第三单元 共价键 共价晶体第1课时课后练习题

专题3　微粒间作用力与物质性质

第三单元　共价键　共价晶体

第1课时　共价键的形成及类型

基础过关练

题组一　共价键的形成和特征

1.下列不属于共价键成键因素的是 (深度解析)

A.电子在两原子核之间高概率出现

B.未成对电子必须配对

C.成键后体系能量降低,趋于稳定

D.两原子核体积大小要适中

2.共价键具有饱和性和方向性,下列有关叙述不正确的是　 (　　)

A.共价键的饱和性是由成键原子的未成对电子数决定的

B.共价键的方向性与成键原子的轨道的伸展方向有关

C.共价键的饱和性决定了各种原子形成分子时相互结合的数量关系

D.共价键的饱和性与原子轨道的重叠程度有关

3.下列说法正确的是 (　　)

A.若把H2S分子写成H3S分子,违背了共价键的饱和性

B.H3O+的存在说明共价键不具有饱和性

C.所有共价键都有方向性

D.两个原子轨道发生重叠后,电子仅存在于两核之间

题组二　σ键与π键的判断

4.(2020江苏徐州一中高二下月考)下列分子中存在π键的是 (　　)

A.H2 B.Cl2 C.N2 D.HCl

5.(2020云南昭通高二下期末)下列分子中,既含有σ键,又含有π键的是 (　　)

A.CH4 B.HCl 

C.CH2CH2 D.F2

6.(2020河南洛阳高二上期末)下列说法不正确的是 (　　)

A.碳碳双键中σ键比π键重叠程度大,键更牢固

B.两个原子之间形成共价键时,最多有1个σ键

C.气体单质中,一定有σ键,可能有π键

D.一个N2分子中有1个σ键,2个π键

7.(2020山东潍坊第七中学高二上月考)下列有关σ键和π键的说法正确的是 (　　)

A.σ键呈镜面对称,而π键呈轴对称

B.π键是由两个p轨道“头碰头”重叠形成的

C.σ键可绕键轴自由旋转而不影响键的强度

D.一般π键比σ键重叠程度大,形成的共价键强

8.(2021江苏南菁高级中学高二下阶段性考试)下列关于σ键和π键的理解不正确的是              (　　)

A.σ键一般能单独形成,而π键不能单独形成

B.σ键可以绕键轴旋转,π键一定不能绕键轴旋转

C.碳碳双键中一定有一个σ键、一个π键,碳碳三键中一定有一个σ键、两个π键

D.CH3—CH3、CH2CH2、中碳碳键的σ键键能相等,π键键能也相等

9.(2020四川乐山十校高二上期中)防晒霜之所以能有效地减轻紫外光对人体的伤害,其原因之一是它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键的电子在吸收紫外光后被激发,从而能阻挡部分紫外光。下列物质中没有防晒效果的是              (　　)

A.酒精

B.羟基丙酮

C.对氨基苯甲酸

D.肉桂酸()

10.下列对分子中σ键重叠方式的分析不正确的是 (　　)

题组三　极性键与非极性键的判断

11.(2020辽宁辽阳高一上期末)下列物质中含有非极性共价键的是 (　　)

A.CO2 B.F2

C.MgCl2 D.HClO

12.(2020河北石家庄正定中学高一下月考)下列说法中,正确的是 (　　)

A.双原子分子中的共价键,一定是非极性键

B.任何原子的原子核都是由质子和中子构成的

C.非极性键也可能存在于离子化合物中

D.质子数相同的微粒,它们的化学性质基本相同

13.(2021山东威海高二上期末)现有6种物质:①N2　②NaOH　③C2H4　④Na2O2　⑤H2O2　⑥NH4Cl

下列说法正确的是 (　　)

A.既存在单键又存在双键的分子只有③

B.既存在非极性键又存在极性键的极性分子是③⑤

C.既存在σ键又存在π键的分子只有①

D.既存在离子键又存在极性键的是②④⑥

14.化合物X是一种新型锅炉水除氧剂,其结构式为,设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是              (　　)

A.X分子中只有极性键,没有非极性键

B.1个X分子中的共用电子对数目为11

C.1 mol X分子中所含的σ键数目为10NA

D.X是共价化合物

15.有三种物质AC2、B2C2、AD4,在常温下分别为气体、固体和液体。元素A的最高正价和最低负价的绝对值相等;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元素的名称分别为　　　　、　　　　　、　　　　、　　　　。 

(2)AD4分子中含有的σ键类型为　　　　(填“s-s”“s-p”或“p-p”)σ键。 

(3)D的负一价阴离子的电子排布式为　　　　,B2C2属于　　　　　(填“离子”或“共价”)化合物。 

题组四　σ键、π键数目的判断

16.COCl2分子的结构式为,1个COCl2分子内含有 (　　)

A.4个σ键

B.2个σ键、2个π键

C.2个σ键、1个π键

D.3个σ键、1个π键

17.下列关于共价键的说法不正确的是 (　　)

A.一般在双键中,σ键比π键稳定

B.N2与CO分子中σ键和π键个数对应相等

C.两个原子形成共价键时至少有1个σ键

D.HCHO分子中σ键与π键个数比为2∶1

18.由前10号元素组成的物质T和X,有如图所示的转化关系。X不稳定,易分解。设NA为阿伏加德罗常数的值,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

C.每个X分子中含有的σ键个数是每个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

19.下列各图分别表示C2H2、S8、SF6的结构,下列说法正确的是 (　　)

A.32 g S8分子中含有0.125 mol σ键

B.SF6中的共价键均为非极性键

C.1 mol C2H2分子中有3 mol σ键和2 mol π键

D.C2H2分子中不含非极性键

20.回答下列问题:

(1)1 mol CO2中含有的σ键数目为　　　　　　(设NA为阿伏加德罗常数的值)。 

(2)已知CO和CN-与N2结构相似,CO分子内σ键与π键个数之比为　　　　　。HCN分子内σ键与π键数目之比为　　　　　。 

(3)肼(N2H4)分子可视为NH3分子中的一个氢原子被氨基取代形成的另一种氮的氢化物。肼可用作火箭燃料,燃烧时发生的反应如下:

N2O4(l)+2N2H4(l) 3N2(g)+4H2O(g)　ΔH=-1 038.7 kJ·mol-1。

若该反应中有4 mol N—H键断裂,则形成的π键有　　　　　mol。 

(4)CH4、NH3、H2O、HF分子中,共价键的极性由强到弱的顺序是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 

答案全解全析

专题3　微粒间作用力与物质性质

第三单元　共价键　共价晶体

第1课时　共价键的形成及类型

基础过关练

1.D　共价键的成因是当成键原子相互靠近时,原子轨道发生重叠,自旋状态相反的未成对电子形成共用电子对,两原子核间的电子云密度增大,体系的能量降低。

特别提醒

　　(1)s轨道与s轨道形成σ键时,电子并不是只在两核间运动,只是在两核间出现的概率增大。

(2)形成共价键的两种元素电负性差值较小,一般电负性差值小于1.7。如H(2.1)与Cl(3.0),电负性差值为0.9,二者形成共价键。

(3)形成共价键时,成键的两个原子的原子核都吸引共用电子对,使之处于平衡状态,体系能量降低。

2.D　一般地,原子的未成对电子一旦配对成键,就不再与其他原子的未成对电子配对成键了,故共价键的饱和性由原子的未成对电子数决定,共价键的饱和性也就决定了各种原子形成分子时相互结合的数量关系,故A、C正确,D错误;形成共价键时,原子轨道重叠的程度越大,共价键越稳定,原子轨道都有一定的形状,要达到最大重叠,共价键必然有方向性,故B正确。

3.A　S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;H2O能结合1个H+形成H3O+,不能说明共价键不具有饱和性,B项错误;H2分子中的H—H键没有方向性,C项错误;两个原子轨道发生重叠后,电子只是在两核之间出现的概率大,D项错误。

4.C　氢气分子中只存在σ键,故A错误;氯气分子中只存在σ键,故B错误;氮气分子的结构式为,1个分子中存在1个σ键和2个π键,故C正确;氯化氢分子中只存在σ键,故D错误。

5.C　CH4中只存在C—H键,仅含σ键;HCl中只存在H—Cl键,仅含σ键;CH2 CH2中含C—H键和键,C—H键为σ键,键中既有σ键又有π键;F2中只含F—F键,仅含σ键。

6.C　碳碳双键中σ键比π键重叠程度大,形成的共价键强,σ键比π键稳定,故A正确;两个原子间只能形成1个σ键,两个原子之间形成双键时,含有1个σ键和一个π键,两个原子之间形成三键时,含有1个σ键和2个π键,故B正确;稀有气体分子中没有共价键,不存在σ键,故C不正确;两个原子之间形成三键时,含有1个σ键和2个π键,一个N2分子中含有一个三键,即有1个σ键,2个π键,故D正确。

7.C　σ键是两个原子轨道“头碰头”重叠形成的,可绕键轴自由旋转,呈轴对称,而π键是由两个p轨道“肩并肩”重叠形成的,重叠程度小,呈镜面对称,故A错误;π键是由两个p轨道“肩并肩”重叠形成的,故B错误;σ键呈轴对称,可绕键轴自由旋转而不影响键的强度,故C正确;一般π键比σ键重叠程度小,不如σ键稳定,故D错误。

8.D　分子中可只含σ键,但含π键时一定含σ键,即σ键一般能单独形成,而π键不能单独形成,A项正确;σ键为轴对称,π键为镜面对称,则σ键可以绕键轴旋转,π键一定不能绕键轴旋转,B项正确;双键、三键中均只含1个σ键,其余为π键,则碳碳双键中有一个σ键、一个π键,碳碳三键中有一个σ键、两个π键,C项正确;三种分子中分别含C—C、CC、键,而碳碳键的键长、键能均不相同,D项错误。

9.A　由题意可知含有π键的物质具有防晒效果,单键中只有σ键,双键中有1个σ键和1个π键,三键中有一个σ键和两个π键。A项,酒精中只有单键,不存在π键,不具有防晒效果;B项,羟基丙酮中含有CO键,含有π键,具有防晒效果;对氨基苯甲酸结构中含有CO键,含有π键,苯环中含有大π键,具有防晒效果;D项,肉桂酸()中含有CC、CO键等,含有π键,具有防晒效果。故选A。

10.C　A项,H2分子中两个原子的1s轨道重叠,正确;B项,HCl分子中氢原子的1s轨道和氯原子的3p轨道重叠,正确;C项,Cl2分子中两个氯原子的3p轨道重叠,错误;D项,ClF分子中氯原子的3p轨道和氟原子的2p轨道重叠,正确。

11.B　A项,CO2中碳原子和氧原子之间存在极性共价键;B项,F2中只有F—F非极性键;C项,MgCl2中只存在镁离子和氯离子之间的离子键;D项,HClO中只存在极性共价键。故选B。

12.C　双原子分子中的共价键可能是非极性键也可能是极性键,故A错误H原子核中只有质子而没有中子,故B错误;离子化合物中一定含有离子键,可能含有非极性键,如Na2O2中存在非极性键,故C正确;具有相同质子数的原子一定属于同种元素,但微粒可能为原子、分子、离子,化学性质可能不同,故D错误。

13.A　只有③中既有碳碳双键又有碳氢单键,A项正确;③分子为非极性分子,B项错误;③中既有σ键,又有π键,C项错误;④含有离子键和非极性键,D项错误。

14.D　N—N键是非极性键,A项不正确;1个X分子中存在12对共用电子对、11个σ键,B、C项均不正确;X分子中只有共价键,故X是共价化合物,D项正确。

15.答案　(1)碳　钠　氧　氯　(2)p-p　(3)1s22s22p63s23p6　离子

解析　(1)火焰呈黄色,说明有钠元素,则淡黄色固体为Na2O2,所以元素B为Na,元素C为O。由“元素D的负一价阴离子的电子层结构与氩原子相同”知,D为Cl。由“元素A的最高正价和最低负价的绝对值相等”可知A为ⅣA族元素,又由于常温下AC2是气体,AD4是液体,所以AC2是二氧化碳(ⅣA族元素中Si及其以下元素形成的氧化物常温下均为固体),AD4是CCl4,可知A是C(碳)。(2)CCl4中只有σ键,且其类型为p-p σ键。(3)略。

16.D　从COCl2分子的结构式可知,该分子中含有2个单键和1个双键,则1个COCl2分子内含有3个σ键、1个π键,故选D。

17.D　一般在双键中,σ键比π键电子云重叠程度大,更加稳定,A正确;CO与N2每个分子中σ键都是1个,π键都为2个,B正确;共价单键为σ键,双键中含有1个σ键和1个π键,三键中含有1个σ键和2个π键,则两个原子形成共价键时至少有1个σ键,C正确;1个HCHO分子中含有2个单键和一个双键,则σ键与π键个数之比为3∶1,D错误。

18.A　由题图可知,T为HCHO,X不稳定,易分解,则X为H2CO3,Y为氧化剂,可以选择酸性KMnO4溶液,A项正确;等物质的量并不一定是1 mol,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,不含非极性键,D项错误。

19.C　1 mol S8中含有8 mol σ键,因此32 g S8分子中所含σ键的物质的量为×8=1 mol,A项错误;根据SF6的结构可知,SF6中所含化学键为S—F键,为极性键,B项错误;单键是σ键,三键中有1个σ键和2个π键,C2H2的结构式为,因此1 mol乙炔分子中含有3 mol σ键和2 mol π键,C项正确;C2H2分子中所含的碳碳三键是非极性键,D项错误。

20.答案　(1)2NA　(2)1∶2　1∶1　(3)3　(4)HF>H2O>NH3>CH4

解析　(1)CO2分子内含有碳氧双键,双键中一个是σ键,另一个是π键,则1 mol CO2中含有的σ键数目为2NA。

(2)N2的结构式为,推知:CO结构式为,1个分子中含有1个σ键、2个π键;HCN分子结构式为,1个HCN分子中σ键与π键均为2个。

(3)反应中有4 mol N—H键断裂,即有1 mol N2H4参加反应,生成1.5 mol N2,则形成的π键有3 mol。

(4)两个成键原子的电负性差值越大,它们形成的共价键的极性就越强,由于电负性:F>O>N>C,因此四种元素与H形成的共价键的极性:F—H>O—H>N—H>C—H。