课件35张PPT。课件26张PPT。课时训练7 共价键
1.下列不属于共价键成键因素的是( )
A.共用电子对在两原子核之间高概率出现
B.共用的电子必须配对
C.成键后体系能量降低,趋于稳定
D.两原子体积大小要适中
解析:两原子形成共价键时电子云发生重叠,即电子在两核之间出现的机会更多;两原子电子云重叠越多,键越牢固,体系的能量也越低;原子的大小与能否形成共价键无必然联系。
答案:D
2.根据表中的数据,从电负性的角度判断下列元素之间易形成共价键的一组是( )
元素
Na
Mg
Al
H
C
O
Cl
电负性
0.9
1.2
1.5
2.1
2.5
3.5
3.0
①Na和Cl ②Mg和Cl ③Al和Cl ④H和O ⑤Al和O ⑥C和Cl
A.①②⑤ B.③④⑥
C.④⑤⑥ D.全部
解析:非金属元素之间易形成共价键,大多数电负性之差小于1.7的金属与非金属元素的原子之间形成共价键。Na和Cl:3.0-0.9=2.1>1.7;Mg和Cl:3.0-1.2=1.8>1.7;Al和O:3.5-1.5=2.0>1.7;Al和Cl:3.0-1.5=1.5<1.7;H和O:3.5-2.1=1.4<1.7;C和Cl:3.0-2.5=0.5<1.7;故①②⑤不能形成共价键,③④⑥可形成共价键。
答案:B
3.下列说法不正确的是( )
A.σ键比π键重叠程度大,形成的共价键强
B.两个原子之间形成共价键时,最多有1个σ键
C.气体单质分子中,一定有σ键,可能有π键
D.N2分子中有1个σ键,2个π键
解析:σ键的“头碰头”重叠比π键的“肩并肩”重叠的程度大,所以σ键强,故A正确;s电子只能形成σ键,p电子间优先形成1个σ键且只能形成1个σ键,所以两个原子之间最多有1个σ键,故B正确;稀有气体是单原子分子,分子中不存在化学键,故C错误;N2分子的结构式为N≡N,而三键是由1个σ键和2个π键组成的,故D正确。
答案:C
4.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ssσ键
B.两者都为ppσ键
C.前者为ppσ键,后者为spσ键
D.前者为ssσ键,后者为spσ键
解析:氢原子的核外电子排布式为1s1,氟原子核外电子排布式为1s22s22p5,p轨道上有1个未成对的p电子。F2是由两个氟原子未成对的p电子重叠形成的ppσ键,HF是由氢原子中的s轨道与氟原子中的p轨道形成的spσ键。
答案:C
5.某原子的原子核外最外层电子排布为ns2np4,按照共用电子对理论,该原子一般可形成共用电子对的数目是( )
A.1对 B.2对
C.3对 D.4对
解析:原子核外最外层电子排布为ns2np4,有2个未成对电子,一般只能形成2个共价键。
答案:B
6.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
解析:s轨道是球形对称,所以ss σ键无方向性,其他所有的共价键都有方向性。共价键的饱和性决定组成分子的原子间的数量关系,共价键的方向性,决定了分子的空间构型。
答案:C
7.下列分子的电子式书写正确的是( )
A.氮气:∶N??N∶
B.过氧化氢:H+[∶∶]2-H+
C.氨气:H∶∶H
D.二硫化碳:∶∶
解析:选项B中H2O2为共价化合物,分子中原子间形成共用电子对,电子式应为H∶∶H;C项中N原子的最外层电子未完全标出;D项中CS2的分子结构和CO2相似,电子式应为∶∶C∶∶。
答案:A
8.下列各式用电子式表示的对应物质的形成过程,其中正确的是( )
A.K×+·∶K+·×∶-
B.
C.×Ca×+·∶2Ca2+[·×
D.∶·+×Mg×+·∶Mg2+[·×
解析:A中生成物Br-的电子式表示不正确,应加上方括号;C、D中生成物阴离子表示法不正确,应分开写在阳离子两侧且左边缺少表示电子转移的弯箭头;两个氯原子应分开表示。
答案:B
9.关于乙醇分子的说法正确的是( )
A.分子中共含有8个极性键
B.分子中不含非极性键
C.分子中只含σ键
D.分子中含有1个π键
解析:乙醇的结构式为,共含有8个共价键,其中C—H、C—O、O—H键为极性键,共7个,C—C键为非极性键。由于全为单键,故无π键。
答案:C
10.(1)如图,写出下列价键的名称,并各举一例说明含有这种价键类型的物质。
①
②
③
④
⑤
化学键类型
举例
(2)某有机物的结构式如下:
则分子中有 个σ键, 个π键。?
解析:(2)分子中5个共价单键是σ键,双键中有1个σ键和1个π键,三键中有1个σ键,另2个是π键,故分子中σ键总数是7,π键总数是3。
答案:(1)
①
②
③
④
⑤
化学键
类型
ssσ键
spσ键
ppσ键
pzpzπ键
pypyπ键
举例
H2
HCl
Cl2
N2
N2
(2)7 3
11.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 。?
解析:NH3中N原子与3个H原子形成3个σ键,还有一对不成键电子;H2O中O原子与2个H原子形成2个σ键,还有两对不成键电子;HCl中Cl原子与1个H原子形成1个σ键,还有三对不成键电子;CH4中C原子与4个H原子形成4个σ键,所有价电子都参与成键;C2H6中C原子分别与3个H原子及另1个C原子形成4个σ键,所有电子都参与成键;N2中N原子与另1个N原子形成1个σ键,2个π键,还有一对不成键电子。
答案:(1) D、E (2)C (3)A、B、C、F (4)F
12.A、B、C、D是四种短周期元素,E是过渡元素。A、B、C同周期,C、D同主族,A的原子结构示意图为:
○+7x,B是同周期第一电离能最小的元素,C的最外层有三个未成对电子,E的外围电子排布式为3d64s2。回答下列问题:
(1)写出下列元素的符号:A ,B ,C,D 。?
(2)用化学式表示上述五种元素中最高价氧化物对应水化物酸性最强的是 ,碱性最强的是 。?
(3)用元素符号表示D所在周期第一电离能最大的元素是 ,电负性最大的元素是 。?
(4)E元素原子的核电荷数是 ,E元素在周期表的第 周期第 族,已知元素周期表可按电子排布分为s区、p区等,则E元素在 区。?
(5)写出D元素原子构成单质的电子式 ,该分子中有 个σ键, 个π键。?
解析:由A的原子结构示意图可知,x=2,原子序数为14,A是硅元素,则B是钠元素,C的最外层电子的排布式为3s23p3,是磷元素,则短周期元素D是氮元素;E的电子排布式为[Ar]3d64s2,核电荷数为18+8=26,是铁元素,位于d区的第四周期、第Ⅷ族。五种元素中非金属性最强的是N元素,对应的HNO3酸性最强,金属性最强的是Na元素,对应的NaOH碱性最强。D所在周期第一电离能最大的元素是稀有气体氖,电负性最大的元素是非金属性最强的氟。
答案:(1)Si Na P N
(2)HNO3 NaOH
(3)Ne F
(4)26 四 Ⅷ d
(5)∶N??N∶ 1 2
课时训练8 共价键的键参数与等电子原理
1.能够用键能的大小作为主要依据来解释的是( )
A.常温常压下氯气呈气态而溴单质呈液态
B.硝酸是挥发性酸,而硫酸、磷酸是不挥发性酸
C.稀有气体一般难于发生化学反应
D.空气中氮气的化学性质比氧气稳定
解析:共价分子构成物质的状态取决于分子间作用力的大小,与分子内共价键的键能无关;物质的挥发性与分子内键能的大小无关;稀有气体是单原子分子,无化学键,难于发生化学反应的原因是它们的价电子已形成稳定结构;氮气比氧气稳定是由于N2分子中共价键的键能(946 kJ·mol-1)比O2分子中共价键的键能(497.3 kJ·mol-1)大,在化学反应中更难于断裂。
答案:D
2.根据π键的成键特征,判断CC键的键能和C—C键的键能的关系是( )
A.双键的键能等于单键的键能的2倍
B.双键的键能大于单键的键能的2倍
C.双键的键能小于单键的键能的2倍
D.无法确定
解析:根据碳碳双键中含有1个π键,由于π键电子云重叠程度小,不如σ稳定,所以双键的键能小于单键键能的2倍,选项C正确。
答案:C
3.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
解析:本题主要考查σ键和π键的形成。由于π键的键能小于σ键的键能,所以反应时易断裂,A项正确;在分子形成时为了使其能量最低,必然首先形成σ键,根据形成的原子的核外电子排布来判断是否形成π键,所以B项正确,D项错误;像H、Cl等原子跟其他原子只能形成σ键,故C项正确。
答案:D
4.下列各说法中正确的是( )
A.分子中键能越大,键长越长,则分子越稳定
B.元素周期表中的第ⅠA族(除H外)和第ⅦA族元素的原子间容易形成离子键
C.水分子可表示为H—O—H,故键角为180°
D.H—O键键能为463 kJ·mol-1,即18 g 气态水分解成H2和O2时,消耗能量为2×463 kJ
解析:共价键的键长越短,键能越大,选项A错;水分子不是直线形结构,分子中键角小于180°,选项C错;由于水分解后生成氢气和氧气要放出能量,所以18 g水分解生成氢气和氧气消耗的能量小于2×463 kJ。
答案:B
5.下列分子式及结构式中成键情况不合理的是( )
A.CH3N
B.CH2SeO
C.CH4S
D.CH4Si
解析:H只有一个未成对电子,可以形成1个共价键,C和Si最外层有4个电子,可以形成4个共价键,N最外层有5个电子,可以形成3个共价键,O、S、Se最外层有6个电子,可以形成2个共价键。逐一分析,D中的C、Si成键不合理。
答案:D
6.已知H—H键能为436 kJ·mol-1,N—H键能为391 kJ·mol-1,根据化学方程式:N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH=-92.4 kJ·mol-1,则N≡N键的键能是( )
A.431 kJ·mol-1 B.946 kJ·mol-1
C.649 kJ·mol-1 D.896 kJ·mol-1
解析:化学反应的本质是反应物分子旧键断裂(吸收能量),生成物分子新键形成(放出能量),反应热等于反应物的键能之和减去生成物的键能之和。
设N≡N的键能为E(N≡N),则有
1 mol·E(N≡N)+3 mol×436 kJ·mol-1-2 mol×3×391 kJ·mol-1=-92.4 kJ·mol-1
解得E(N≡N)≈946 kJ·mol-1。
答案:B
7.
美国科学家合成了含有的盐类,含有该离子的盐是高能爆炸物质,该离子的结构呈“V”形,如右图所示(图中箭头代表单键)。以下有关该物质的说法中正确的是( )
A.每个中含有35个质子和36个电子
B.该离子中只含有非极性键
C.该离子中含有2个π键
D.与P互为等电子体
解析:该离子可看做是5个N原子共失去1个电子后得到的,故含有35个质子和34个电子,A错;该离子中的键全部是N原子之间形成,故全部是非极性键,B正确;该离子中含有两个N≡N键,故含有4个π键,C不正确;P中含有32个价电子,含有24个价电子,D错。
答案:B
8.从实验测得不同物质中氧—氧键之间的键长和键能数据如下表,其中X、Y的键能数据尚未测定,但可根据规律推导键能的大小顺序为W>Z>Y>X。该规律是( )
氧—氧键
数据
O2
键长/10-12 m
149
128
121
112
键能/(kJ·mol-1)
X
Y
Z=497.3
W=628
A.成键时电子数越多,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.成键时电子对越偏移,键能越大
解析:电子数由多到少的顺序为:>O2>,键能大小顺序为W>Z>Y>X;A项错误;这些微粒都是O成键,共用电子对无偏移,D项错误;对于这些微粒在成键时所用电子情况,题中无信息,已有的知识中也没有,说明这不是本题考查的知识点,C项错误。
答案:B
9.下列几组微粒互为等电子体的是( )
①N2和CO ②NO和 ③CO2和CS2 ④N2O和 ⑤N和O3 ⑥BF3和SO3
A.只有①②③ B.只有④⑤⑥
C.只有①③④⑥ D.全部
解析:等电子体具有两个显著特点:一是原子总数相同,二是价电子总数相同。这是判断等电子体的根本依据。从原子总数上看①~⑥都符合条件,关键是看它们之间的价电子总数。
①N2和CO价电子总数均为10个电子;
②NO和价电子总数均为11个电子;
③、④二组中四种微粒均为16个价电子;
⑤N和O3价电子总数均为18个电子;
⑥BF3和SO3价电子总数均为24个电子。故全部正确。
答案:D
10.某些共价键的键能数据如下表(单位:kJ·mol-1):
共价键
H—H
Cl—Cl
Br—Br
H—Cl
H—I
I—I
N≡N
H—O
H—N
键能
436
243
194
432
299
153
946
463
391
(1)把1 mol Cl2分解为气态原子时,需要 (填“吸收”或“放出”) kJ能量。?
(2)由表中所列化学键形成的单质分子中,最稳定的是 ,最不稳定的是 ;形成的化合物分子中最稳定的是 ,最不稳定的是 。?
(3)试通过键能数据估算下列反应的反应热:H2(g)+Cl2(g)2HCl(g)
解析:本题主要考查键能的定义以及键能与化学键稳定性的关系。(1)键能是指气态基态原子形成1 mol化学键释放的最低能量,新键形成释放能量,则旧键断裂必然吸收能量,根据能量守恒定律断开1 mol Cl—Cl键吸收的能量等于形成1 mol Cl—Cl键释放的能量。(2)键能越大,化学键越稳定,越不容易断裂,化学性质越稳定,因此最稳定的单质为N2,最不稳定的单质是I2,最稳定的化合物是H2O,最不稳定的化合物是HI。
(3)ΔH=E(反应物键能之和)-E(生成物键能之和)=(436+243-2×432) kJ·mol-1=-185 kJ·mol-1。
答案:(1)吸收 243 (2)N2 I2 H2O HI (3)ΔH=-185 kJ·mol-1。
11.已知元素的某种性质“X”是元素的一种基本性质。下面给出13种元素的X的数值:
元素
Al
B
Be
C
Cl
F
Li
X的数值
1.5
2.0
1.5
2.5
3.0
4.0
1.0
元素
Mg
Na
O
P
S
Si
X的数值
1.2
0.9
3.5
2.1
2.5
1.8
试结合元素周期表知识完成下列问题。
(1)经验规律告诉我们,当形成化学键的两个原子对应元素的X相差数值大于1.7时,形成的一般是离子键,小于1.7时,一般为共价键。试推测AlBr3中化学键的类型 。?
(2)某有机物分子中含有S—N键,你认为共用电子对应该偏向于 原子(填元素符号)。?
(3)C、H、Cl、O、Na五种元素可互相结合,在由其中两种元素组成的化合物中,共价化合物有(写四种) 。在由其中三种元素组成的化合物中,共价化合物有(写四种) 。?
解析:(1)根据元素周期律,可知与F、Cl同主族的Br元素的X值应小于3.0,而Al的X值为1.5,故Br与Al的X值之差应小于1.7,所以AlBr3中的化学键为共价键。(2)比较同主族元素的X值的大小,可知同主族元素中元素的X值越大,元素的非金属性越强,元素的X值越小,元素的金属性越强。比较第二周期元素的X值可知,从左到右,X值逐渐增大。(3)由非金属元素形成的化合物 (除铵盐外),一般都为共价化合物。
答案:(1)共价键 (2)N (3) HCl、H2O、CH4、CO2(答案合理即可) HClO、H2CO3、HClO3、HClO4(答案合理即可)
12.等电子体的结构相似、物理性质相近,称为等电子原理。如N2和CO为等电子体。下表为部分元素等电子体分类、空间构型表。
等电子体类型
代表
物质
空间构型
四原子24电子等电子体
SO3
平面三角形
四原子26电子等电子体
S
三角锥形
五原子32电子等电子体
CCl4
四面体形
六原子40电子等电子体
PCl5
三角双锥形
七原子48电子等电子体
SF6
八面体形
试回答:
(1)下面物质分子或离子的空间构型:
Br ,C ,Cl 。?
(2)由第一、二周期元素组成,与F2互为等电子体的离子有 。?
(3)SF6的空间构型如图1所示,请再按照图1的表示方法在图2中表示OSF4分子中O、S、F原子的空间位置。已知OSF4分子中O、S间为共价双键,S、F间为共价单键。
解析:解决本题的关键是互为等电子体的物质结构相似、物理性质相似。
(1)Br为四原子26电子体,所以其结构与S一样为三角锥形;C为四原子24电子体,与SO3的结构相同,同理可知Cl为四面体形。
(2)F2为双原子14电子体,所以一、二周期中与F2互为等电子体的离子有。
(3)SF6为七原子48电子体,空间构型为八面体形,如图1;OSF4为六原子40电子体,其空间构型为三角双锥形。
答案:(1)三角锥形 平面三角形 四面体形 (2)
(3)
