第二章第1节共价键模型同步练习（含答案）2022——2023学年高中化学鲁教版（2019）选择性必修2

第二章第1节共价键模型同步练习
2022-2023学年下学期高二化学鲁科版（2019）选择性必修2
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、单选题
1．下列说法正确的是
A．分子的结构是由键能决定的
B．共价键的键能越大，共价键越牢固，由该键形成的分子越稳定
C．CF4、CCl4、CBr4、CI4中C-X(X=F、Cl、Br、I)键长、键角均相等
D．H2O分子中两个O-H键角为180°
2．下列关于键长、键角和键能的说法中，不正确的是
A．键角是描述分子立体结构的重要参数
B．键长的大小与成键原子的半径和成键数目有关
C．键能越大，键长越长，共价化合物越稳定
D．键角的大小与键长、键能的大小无关
3．下列关于键和键的说法中，不正确的是
A．键和键不能同时存在于同一个分子中
B．键是原子轨道“头碰头”重叠而成，键是原子轨道“肩并肩”重叠而成
C．乙烯分子中含有5个键和1个键
D．分子中存在键，分子中存在键
4．具有下列外围电子排布式的基态原子中，能形成AB2型离子化合物的是
A．2s22p2与2s22p4 B．3s23p4与2s22p4
C．3s2与2s22p5 D．3s2与3s23p2
5．下列模型分别表示、、的结构，其中说法正确的是
A．分子中含有键
B．是由非极性键构成的分子
C．分子中有键和键
D．分子中不含非极性键
6．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，如图所示(图中箭头代表单键)。以下有关该离子的说法中正确的是
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．1个该离子中含有2个π键 D．与所含电子数相同
7．现代无机化学对硫一氮化合物的研究是最为活跃的领域之一。如图是已经合成的最著名的硫一氮化合物的分子结构。下列说法正确的是
A．该物质的分子式为SN
B．该物质的分子中既含有极性键又含有非极性键
C．分子中所有共价键的键长一定相等
D．该物质与化合物互为同素异形体
8．科学家获得了极具理论研究意义的气态分子，其分子结构如图所示。已知断裂键吸收热量，形成键放出热量，根据以上信息判断，下列说法正确的是
A．转变成将放出热量
B．键比键稳定
C．比的总能量低
D．是由极性键组成的分子
9．下列事实不能用键能的大小来解释的是
A．元素的电负性较大，但的化学性质很稳定
B．比沸点高
C．、、、的稳定性逐渐减弱
D．比更容易与反应
10．甲醛是家庭装修常见的污染物。一种催化氧化甲醛的反应为。下列有关叙述正确的是
A．和分子中均同时存在键和键
B．分子中键和键的数目之比为
C．分子形成时轨道的其中一种重叠方式是
D．分子中键和键的电子云的对称性相同
11．氰气的化学式为，结构式为，其性质与卤素气体单质相似，氰气可用于有机合成、制农药，也可用作消毒、杀虫的熏蒸剂等。下列叙述正确的是
A．在所有气体单质分子中，一定有键，可能有键
B．氰气分子中键的键长大于键的键长
C．1个氰气分子中含有3个键和4个键
D．不能与氢氧化钠溶液发生反应
12．能说明分子中的4个原子在同一平面的理由是
A．键之间的夹角为 B．键为键
C．3个键的键能相同 D．3个键的键长相等
13．钻石的魅力在于它经过大自然千百万年的孕育，再经打磨，能放射出闪烁的光芒，钻石就是经过打磨的金刚石。已知金刚石的结构如图所示，由此可看出在含有共价键形成的碳原子环中，其中形成最小的环所需碳原子数及任意两个键间的夹角是
A．6个 120° B．5个 108° C．4个 109°28′ D．6个 109°28′
14．图是已经合成的最著名的硫一氮化合物分子的结构。下列说法不正确的是
A．该物质分子中只含有极性共价键 B．该物质的分子式为
C．该物质的分子中既有极性键又有非极性键 D．该物质熔融状态时不能导电
二、多选题
15．科学研究人员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946 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分子中存在非极性键
C．N4分子中N-N键角为60°
D．1 mol N4转变成N2将吸收890 kJ热量
三、计算题
16．现有原子序数小于20的A、B、C、D、E、F六种元素，它们的原子序数依次增大，已知B元素是地壳中含量最高的元素；A和C的价电子数相同，B和D的价电子数也相同，且A和C两元素原子核外电子数之和是B、D两元素原子核内质子数之和的；C、D、E三种元素的基态原子具有相同的电子层数，且E原子的p轨道上电子比D原子的p轨道上电子多1个；六种元素的基态原子中，F原子的电子层数最多且和A处于同一主族。
回答下列问题：
(1)用电子式表示C和E形成化合物的过程：______。
(2)写出基态F原子的核外电子排布式：______。
(3)A2D的电子式为______，其分子中______(填“含”或“不含”，下同)键，______π键。
(4)A、B、C共同形成的化合物中化学键的类型有______。
17．回答下列问题：
(1)1molCO2中含有的σ键个数为__。
(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分子中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—NH2(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)。若该反应中有4molN—H键断裂，则形成的σ键有__mol。
(4)C、H元素形成的化合物分子中共有16个电子，该分子中σ键与π键的个数之比为__。
(5)1mol乙醛分子中含σ键的个数为__，1个CO(NH2)2分子中含有σ键的个数为__。
四、结构与性质
18．回答下列问题
(1)碳可以形成多种有机化合物，如图所示是噻吩的结构，分子中所有原子都在一个平面上，噻吩中所有元素的电负性由大到小的顺序_______。
(2)试写出与SO互为等电子体的分子为_______(写一种)
(3)现有以下物质：① ②Br2 ③ ④ ⑤ ⑥ ⑦HCHO ⑧ ⑨，只有键的是_______(填序号，下同)；只含有极性共价键的分子是_______
(4)F2与其他卤素单质反应可以形成卤素互化物，例如ClF3、BrF3等。已知反应Cl2(g)+3F2(g)=2ClF3(g)　ΔH=-313 kJ·mol-1，F-F键的键能为159 kJ·mol-1，Cl-Cl键的键能为242 kJ·mol-1，则ClF3中Cl-F键的平均键能为_______kJ·mol-1
(5)下列状态的镁中，电离最外层一个电子所需能量最大的是_______(填标号)。
A． B． C． D．
(6)黄铜是人类最早使用的合金之一，主要由Zn和Cu组成。第二电离能I2(Zn)_______I2(Cu)(填“>”或“<”)，其原因是_______。
19．科学家发现C60分子由60个碳原子构成，它的形状像足球(图丙)，含有键，因此又叫足球烯。1991年科学家又发现一种碳的单质——碳纳米管，是由六边环形的碳原子构成的具有很大表面积管状大分子(图丁)，图甲、图乙分别是金刚石和石墨的结构示意图。图中小黑点均代表碳原子。
(1)金刚石、石墨、足球烯和碳纳米管四种物质互称为同素异形体，它们在物理性质上存在较大的差异，其原因是____。
(2)同条件下，足球烯、石墨分别和气体单质F2反应时，化学性质活泼性的比较为：足球烯比石墨____(填“活泼”“一样活泼”或“更不活泼”)，理由是___。
(3)由图中石墨的晶体结构俯视图可推算在石墨晶体中，每个正六边形平均所占有的C原子数与C—C键数之比为____。
(4)在金刚石的网状结构中，含有共价键形成的碳原子环，其中最小的环上有____个碳原子(填数字)，每个碳原子上的任两个C—C键的夹角都是____(填角度)。
(5)燃氢汽车之所以尚未大面积推广，除较经济的制氢方法尚未完全解决外，还需解决H2的贮存问题，上述四种碳单质中有可能成为贮氢材料的是____。
20．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________________________________。
第1页 共4页 ◎ 第2页 共4页
第1页 共4页 ◎ 第2页 共4页
参考答案：
1．B
【详解】A．分子的结构主要是由键参数中的键角、键长决定的，A项错误；
B．共价键的键能越大，共价键越牢固，越不容易断裂，由该键形成的分子越稳定，B项正确；
C．由于F、Cl、Br、I的原子半径不同，故C—X(X=F、Cl、Br、I)键长不相等，C项错误；
D．H2O分子中O原子为sp3杂化，水分子为V形结构，两个O—H键角为105°，D项错误；
故选B。
2．C
【详解】A．键角是描述分子立体结构的重要参数，如CO2中的2个C=O键的夹角为180，故分子为直线形分子，A正确；
B．键长的大小与成键原子的半径有关，如Cl原子半径小于I原子半径，Cl-Cl键的键长小于I-I键的键长，此外，键长还和成键数目有关，成键数目越多，键长越短，B正确；
C．键能越大，键长越短，共价键越强，共价化合物越稳定，C错误；
D．键角的大小取决于成键原子轨道的夹角，与键长、键能的大小无关，D正确；
答案选C。
3．A
【详解】A．键是指共用电子对的原子轨道采用“头碰头”重叠方式形成的共价键，而键则是指共用电子对的原子轨道采用“头碰头”重叠方式形成的共价键，故键和键能同时存在于同一个分子中，例如CO2，C2H4等分子中就既有键又有键，A错误；
B．键是指共用电子对的原子轨道采用“头碰头”重叠方式形成的共价键，而键则是指共用电子对的原子轨道采用“头碰头”重叠方式形成的共价键，B正确；
C．根据单键均为键，双键是一个键和一个键，故乙烯分子中含有5个键和1个键，C正确；
D．根据单键均为键，三键是一个键和两个键，分子中存在键，分子中存在键，D正确；
故答案为：A。
4．C
【详解】A．2s22p2与2s22p4分别为C和O，能形成AB2型共价化合物CO2，故A不选；
B．3s23p4与2s22p4分别为S和O，能形成AB2型共价化合物SO2，故B不选；
C．3s2与2s22p5分别为Mg和F，能形成AB2型离子化合物MgF2，故C选；
D．3s2与3s23p2分别为Mg和Si，能形成A2B型共价化合物Mg Si，故D不选；
正确答案是C。
5．C
【详解】A．中含有键，因此分子中所含键的物质的量为，A项错误；
B．根据的结构可知，是由极性键构成的，B项错误；
C．两成键原子之间最多形成1个键，双键中有1个键、1个键，因此乙烯分子中含有键和键，C项正确；
D．C2H2分子中所含的碳碳三键是非极性键，D项错误；
故选：C。
6．B
【详解】A．每个中含有35个质子和34个电子，故A错误；
B．该离子中的键全部是由N原子形成的，故全部是非极性键，故B正确；
C．1个该离子中含有两个氮氮三键，故含有4个π键，故C错误；
D．和所含电子数分别为34和60，故D错误。
综上所述，答案为B。
7．B
【详解】A．由题图知该物质的分子式为，故A错误；
B．非极性键由同种元素的原子间形成、极性键通常由不同种元素的原子间形成，由图可知，该物质的分子中既有极性键又有非极性键，故B正确；
C．S原子半径大于N，键长：，故C错误；
D．由同种元素形成的不同单质互为同素异形体，和都是化合物，故D错误；
答案选B。
8．A
【详解】A．转变成时断裂键，吸收热量，形成键，放出热量，故反应过程中放出的热量为，A正确；
B．由题给信息可知，键键能为，键键能为，键能越大，共价键越稳定，B错误；
C．反应转化为时放出的热量，说明比的总能量高，C错误；
D．中的键是同一元素的原子形成的共价键，属于非极性键，D错误；
答案选A。
9．B
【详解】A．由于分子中存在键，键能较大，故的化学性质很稳定，A不符合题意；
B．分子间存在氢键，导致比沸点高，与键能无关，B符合题意；
C．卤族元素从到，原子半径逐渐增大，其氢化物中化学键的键长逐渐变长，键能逐渐变小，所以稳定性逐渐减弱，C不符合题意；
D．由于键的键能大于键，所以更容易与反应生成，D不符合题意；
答案选B。
10．A
【详解】A．C原子和O原子均以2p轨道成键，且和O2分子中均存在双键，因此同时存在键和键，A项正确；
B．1个分子中含两个C-H键和一个键，单键全是键，双键含一个键和一个键，所以分子中键和键的数目之比应为，B项错误；
C．分子中含键，包含一个键和键，重叠方式分别为“头碰头”和“肩并肩”，没有互相垂直的重叠方式，C项错误；
D．键的电子云呈轴对称，键的电子云呈镜面对称，D项错误。
故选A。
11．C
【详解】A．稀有气体为单原子分子，不存在化学键，A错误；
B．成键原子半径越小，键长越短，氮原子半径小于碳原子半径，故键比键的键长短，B错误；
C．单键为σ键、三键为1个σ键和2个π键，氰气的结构式为，1个氰气分子中含有3个σ键和4个π键，C正确；
D．卤素单质能与氢氧化钠溶液反应，氰气性质与卤素气体单质相似，则氰气能与氢氧化钠溶液反应，D错误；
答案选C。
12．A
【详解】A．键之间的夹角为，3个B-F键的夹角和为360°，能证明BF3是平面结构，说明BF3分子的4个原子在同一平面，A正确；
B．键为键即为共价单键，不能证明BF3为平面结构，即不能证明BF3分子的4个原子在同一平面，B错误；
C．3个键的键能相同，不能证明BF3为平面结构，即不能证明BF3分子的4个原子在同一平面，C错误；
D．3个键的键长相等，不能证明BF3为平面结构，即不能证明BF3分子的4个原子在同一平面，D错误；
答案选A。
13．D
【详解】根据金刚石的晶体结构特点可知，最小环上碳原子数为6个，每个碳原子与相连的4个碳原子形成正四面体结构，因而任意两个键的夹角为109°28′，故选：D。
14．A
【详解】A．该物质的分子中既有极性键(N-S键)又有非极性键(S-S键)，故A错误；
B．由题图知该物质的分子式为，故B正确；
C．该物质的分子中既有极性键(N-S键)又有非极性键(S-S键)，故C正确；
D．该物质只含共价键，为共价化合物，熔融状态时不能导电，故D正确；
选A。
15．BC
【详解】A．N4是由N原子形成的单质，A错误；
B．N4分子中N与N形成非极性键，B正确；
C．N4是正四面体结构，键角为60°，C正确；
D．1 mol N4转变为N2放出的热量为2×946 kJ-6×167 kJ=890 kJ，D错误；
故选BC。
16． 1s22s22p63s23p64s1 含 不含 离子键、极性共价键
【分析】现有原子序数小于20的A、B、C、D、E、F六种元素，它们的原子序数依次增大，已知B元素是地壳中含量最高的元素，则B是O元素；A和C的价电子数相同，B和D的价电子数也相同，且A和C两元素原子核外电子数之和是B、D两元素原子核内质子数之和的；则A是H，C是Na，D是S；C、D、E三种元素的基态原子具有相同的电子层数，且E原子的p轨道上电子比D原子的p轨道上电子多1个，则E是Cl元素；六种元素的基态原子中，F原子的电子层数最多且和A处于同一主族，则F是K元素；然后根据元素周期律及元素、化合物的性质分析解答。
【详解】根据上述分析可知：A是H，B是O，C是Na，D是S，E是Cl，F是K元素。
(1)C是Na，E是Cl，二者形成的化合物NaCl是离子化合物，用电子式表示其形成过程为：；
(2)F是K元素，根据构造原理，可知基态K原子的核外电子排布式是1s22s22p63s23p64s1；
(3)A是H，D是S，S原子最外层有6个电子，与2个H原子的电子形成2个共价键，使分子中每个原子都达到稳定结构，其电子式为：；H2S结构式为：H-S-H，在分子，S、H原子形成的是共价单键，共价单键属于σ键，而不含π键；
(4)A是H，B是O，C是Na，这三种元素形成的化合物是NaOH，为离子化合物，Na+与OH-之间以离子键结合，在阳离子OH-中H、O原子之间以共价键结合，因此NaOH中含有离子键和极性共价键。
17． 2NA(1.204×1024) 1:2 1:1 5.5 5:1 6NA(3.612×1024) 7
【分析】共价单键全是键，双键含1个键和1个π键，三键含1个键和2个π键，据此解答。
【详解】(1)分子内含有2个碳氧双键，双键中一个是键，另一个是π键，则中含有的键个数为(1.204×1024)；
(2)的结构式为，推知的结构式为，含有1个键、2个π键，即CO分子内σ键与π键个数之比为1:2；的结构式为，分子的结构式为，分子中键与π键均为2个，即CO分子内σ键与π键个数之比为1:1；
(3)反应中有键断裂，即有参加反应，生成和，则形成的键有；
(4)设分子式为，则，合理的是，n=4，即分子式为，结构式为，所以一个分子中共含有5个键和1个键，即该分子中σ键与π键的个数之比为5:1；
(5)1个乙醛分子中存在1个碳氧双键，5个单键，1个分子中存在1个碳氧双键，6个单键，故乙醛中含有键的个数为6NA(3.612×1024)，1个分子中含有7个键。
18．(1)S>C>H
(2)CCl4
(3) ①②③⑥⑧ ①③⑦⑨
(4)172
(5)A
(6) < 锌的价电子是3d104s2而铜的是3d104s1.在失去一个电子后，铜失去的第二个电子在3d的全满轨道上，而锌的第二个电子在4s半满轨道上，而3d全满比4s半满能量低，结构也更稳定，所以需要更多能量
【分析】(1)
噻吩中含有H、C、S三种元素，元素的非金属性越强电负性越大，电负性由大到小的顺序S>C>H；
(2)
原子数相同、价电子数也相同的微粒互为等电子体，SO的价电子数是32，与SO互为等电子体的分子为CCl4；
(3)
①的结构式是H-F；
②Br2 的结构式是Br-Br；
③的结构式是H-O-H；
④的结构式是；
⑤的结构式是；
⑥ 的结构式是；
⑦HCHO的结构式是；
⑧的结构式是H-O-O-H；
⑨的结构式是；
单键全是键，只有键的是①②③⑥⑧；不同原子间形成极性共价键，只含有极性共价键的分子是①③⑦⑨；
(4)
Cl2(g)+3F2(g)=2ClF3(g)　ΔH=-313 kJ·mol-1，F-F键的键能为159 kJ·mol-1，Cl-Cl键的键能为242 kJ·mol-1，焓变=反应物总键能-生成物总键能，设Cl-F键的平均键能为x，则242 kJ·mol-1+159 kJ·mol-1×3-6x=-313 kJ·mol-1，x=172 kJ·mol-1；
(5)
A、D表示Mg+，B、C表示Mg，Mg的第二电离能大于第一电离能，所以A、D失去最外层有关电子需要的能量大于B、C，3p能级的能量大于3s，3p能级上的电子易失去，电离最外层一个电子所需能量最大的是A；
(6)
锌的价电子是3d104s2而铜的是3d104s1，在失去一个电子后，铜失去的第二个电子在3d的全满轨道上，而锌的第二个电子在4s半满轨道上，而3d全满比4s半满能量低，结构也更稳定，所以需要更多能量，I2(Zn)19．(1)碳原子排列方式不同
(2) 活泼 足球烯含有键容易加成
(3)2:3
(4) 6 109°28，
(5)碳纳米管
【详解】（1）物质的结构决定物质的性质；金刚石、石墨、足球烯和碳纳米管四种物质互称为同素异形体，它们在物理性质上存在较大的差异，通过四种物质的结构示意图可以得出其原因是碳原子排列方式不同；
（2）足球烯的结构中含有，容易与单质F2发生加成反应，而石墨均为碳碳单键，同条件下，石墨与单质F2发生反应就相应较难；正确答案：活泼；足球烯含有键容易加成。
（3）每个碳原子被三个碳环共有，每个碳环含有碳原子数为6×=2；每条碳碳单键被2个碳环共有，每个碳环含有6×=3条碳碳单键；因此C原子数与C—C键数之比为2:3；
（4）金刚石是原子晶体，原子间以共价键相结合，形成三维的空间网状结构，最小的环上有6个碳原子；每个碳原子以4个共价键对称的与相邻的4个碳原子结合，碳原子采取sp3杂化方式形成共价键，所以碳原子与其周围的4个碳原子形成正四面体结构，夹角109°28，；
（5）由于碳纳米管表面积大，可以吸附H2，用作贮氢材料；正确答案：碳纳米管。
20．(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 由于形成σ键的原子轨道的重叠程度比π键的重叠程度大，形成的共价键强度大
【详解】（1）a单质由原子直接构成且可用作半导体材料，因此是单质硅，所以其原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p2；
（2）b是双核化合物常温下为无色无味气体，则b的化学式是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，易引起中毒；
（3）c是双核单质，则c是氮气，其电子式为，所含共价键的类型为非极性键；
（4）d是四核化合物，有14个电子，则是乙炔，其结构式为H－C≡C－H；又单键全是σ键，三键有一个σ键两个π键，所以乙炔分子内所含σ键的数目是3个，π键的数目是2个；由于形成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，所以σ键的强度比π键的强度大。
答案第1页，共2页
答案第1页，共2页