苏教版(2019)高二化学选择性必修二课时作业
第1课时共价键的形成与类型
一、选择题(本题15小题,每小题只有一个选项符合题意)
1、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
2、下列分子或离子中,能提供孤电子对与某些金属离子形成配位键的是( )
①H2O ②NH3 ③F- ④CN- ⑤CO
A.①② B.①②③
C.①②④ D.①②③④⑤
3、下列不属于共价键成键因素的是( )
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
4、下列化学键中,键的极性最强的是( )
A.C—F B.C—O
C.C—N D.C—C
5、下列说法正确的是( )
A.若把H与S形成的分子写成H3S,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
6、下列关于σ键和π键的说法中,错误的是( )
A.σ键的电子云图形是轴对称的,π键的电子云图形是镜面对称的
B.σ键是原子轨道以“头碰头”方式重叠,π键是原子轨道以“肩并肩”方式重叠
C.两个p轨道不能形成σ键,只能形成π键
D.H只能形成σ键,O可以形成σ键和π键
7、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
8、相距很远的两个氢原子相互逐渐接近,在这一过程中体系能量将( )
A.先变大后变小
B.先变小后变大
C.逐渐变小
D.逐渐增大
9、下列物质中含有非极性共价键的是( )
A.CO2 B.F2
C.MgCl2 D.HClO
10、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
11、现有6种物质:
①N2 ②NaOH ③C2H4 ④Na2O2⑤H2O2 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
12、下列物质的分子中既含有极性键,又含有非极性键的是( )
A.CO2 B.H2O
C.N2H4 D.H2
13、下列有关化学键类型的判断正确的是( )
A.全部由非金属元素组成的化合物中肯定不存在离子键
B.所有物质中都存在化学键
C.已知乙炔的结构式为,则乙炔分子中存在2个σ键和3个π键
D.乙烷分子中只有σ键,即6个C—H键和1个C—C键都为σ键,不存在π键
14、下列关于σ键和π键的理解不正确的是( )
A.CH4中的化学键均是σ键
B.σ键可以绕键轴旋转,π键一定不能绕键轴旋转
C.CH3—CH3、CH2 CH2、中的σ键都是C—C键
D.一个碳碳双键中有一个σ键、一个π键,一个碳碳三键中有一个σ键、两个π键
15、设NA 为阿伏加德罗常数的值,下列说法错误的是( )
A.杂化轨道可用于形成σ键或用于容纳未参与成键的孤电子对
B.σ键和π键数目之比为5∶1
C.1 mol 中含有的π键数目为2NA
D.已知反应N2O4(l)+2N2H4(l) 3N2(g)+4H2O(l),若该反应中有4 mol N—H键断裂,则形成的π键数目为3NA
二、非选择题(共5小题)
16、有以下物质:①HF,②Cl2,③H2O,④N2,⑤C2H4,⑥C2H6,⑦H2,⑧H2O2。
(1)只含有极性键的是________;只含有非极性键的是________;既有极性键,又有非极性键的是________。
(2)只有σ键的是________;既有σ键又有π键的是________。
(3)含有由两个原子的s轨道重叠形成的σ键的是________。
(4)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________。
(5)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________。
17、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
(用化学式表示)。
18、甲、乙、丙、丁四种有机物的结构如下:
甲:CH2CHCCH
乙:
丙:
丁:CH2===CHCN
(1)甲分子中有________个σ键,________个π键。
(2)乙分子中有________个σ键,________个π键,________(填“有”或“没有”)非极性键。
(3)丙分子中碳原子形成________个σ键,________个π键。
(4)丁分子中σ键与π键的数目之比为________。
19、回答下列问题:
(1)1 mol CO2中含有的σ键数目为 。
(2)已知CO和CN-与N2结构相似,N2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—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,燃烧时发生反应的热化学方程式为:
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)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键的个数比为 。
(5)1 mol乙醛分子中含σ键的数目为 个,1个CO(NH2)2分子中含有σ键的个数为 。
(6)CH4、NH3、H2O、HF分子中共价键的极性由强到弱的顺序是 。
20、下面是A~G七种元素的电子排布:
试根据由上述元素构成的物质的化学式回答下列问题。
(1)写出一种常见的由非极性键形成的双原子分子:________。
(2)写出一种由极性键形成的双原子分子:________。
(3)写出一种由极性键形成的三原子分子:________。
(4)写出一种由三种元素形成的既含离子键又含共价键的化合物:________,其电子式为____________________________。
(5)写出一种既含离子键又含非极性键的化合物:________,其电子式为___________________。
答案与解析
1、D
解析: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。
2、D
解析:能与某些金属离子形成配位键应为含有孤电子对的阴离子或分子,以上五种微粒的结构中都含有孤电子对。
3、D
解析: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,自旋状态不同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。
4、A
解析:形成共用电子对的两种元素的非金属性强弱相差越大,形成的共价键的极性越强;四个选项中,都含有碳原子,其他元素的非金属性强弱关系为F>O>N>C,所以极性键的极性强弱关系为C—F>C—O>C—N>C—C,故选A。
5、A
解析: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。
6、C
解析:σ键的电子云图形以形成共价键的两原子核的连线为轴做旋转操作,共价键的电子云图形不变,是轴对称的,π键电子云是镜面对称的,A正确;σ键原子轨道重叠程度较大,以“头碰头”方式重叠,π键原子轨道重叠程度较小,以“肩并肩”方式重叠,B正确;两个p轨道可以以“头碰头”方式重叠形成σ键,也可以以“肩并肩”方式重叠形成π键,C错误;H原子只有1个电子,位于1s轨道上,电子云形状为球形,和其他原子形成共价键时,只能形成σ键,O原子2p轨道可以以“头碰头”方式重叠形成σ键,也可以以“肩并肩”方式重叠形成π键,D正确。
7、C
解析: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。
8、B
解析:当两个原子靠近时,由于原子核对电子的吸引作用能量降低,当靠近到一定程度,又会因为原子核的排斥作用,能量升高。
9、B
解析: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。
10、D
解析: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。
11、A
解析:只有③中既有双键又有单键,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,不存在极性键,D项错误。
12、C
解析:判断极性键和非极性键的标准是成键原子是否为同种元素的原子。CO2(O===C===O)、H2O(H—O—H)分子中只有极性键;H2分子中只有非极性键;N2H4分子的结构式为,既有极性键,又有非极性键。
13、D
解析:全部由非金属元素组成的化合物中可能存在离子键,例如NH4Cl中就存在离子键,A错误;不是所有物质中都存在化学键,如He、Ne、Ar等稀有气体单原子分子中不存在化学键,B错误;乙炔的结构式为H—CC—H,1个乙炔分子中存在3个σ键和2个π键,C错误;由于乙烷分子中所有的化学键均为单键,故乙烷分子中只有σ键,即6个C—H键和1个C—C键都为σ键,不存在π键,D正确。
14、C
解析:CH4分子中只含C—H键,C—H键是σ键,A正确;σ键可以绕键轴旋转,π键一定不能绕键轴旋转,B正确;、、中均含键,键为σ键,C错误;一个碳碳双键中有一个σ键、一个π键,一个碳碳三键中有一个σ键、两个π键,D正确。
15、B
解析:杂化轨道可用于形成σ键或用于容纳未参与成键的孤对电子,A正确;该分子中含有16个单键和2个双键,则σ键和π键数目之比应为9∶1,B错误;中仅含有一个碳碳三键,一个三键中存在一个σ键和两个π键,所以1 mol 中含有2NA个π键,C正确;若该反应中有4 mol N—H键断裂,即1 mol N2H4参加反应,生成1.5 mol N2,且1个NN中含2个π键,则形成的π键有1.5 mol×2=3 mol,则形成π键的数目是3NA,D正确。
16、答案:(1)①③ ②④⑦ ⑤⑥⑧
(2)①②③⑥⑦⑧ ④⑤
(3)⑦
(4)①③⑤⑥⑧
(5)②④⑤⑥⑧
17、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。
18、答案:(1)7 3
(2)8 2 有
(3)3 1
(4)2∶1
解析:(1)甲分子中除5个单键全是σ键外,双键中1个是σ键,另1个是π键,三键中1个是σ键,另2个是π键。故该有机物分子中σ键总数为7,π键总数为3。
(2)乙分子中有3个C—H σ键,2个C—C σ键,2个C—O σ键,1个O—H σ键;C===C和C===O键中分别有1个π键;有C===C、C—C非极性键。
(3)丙分子中C与O原子之间形成1个σ键和1个π键,C与两个Cl原子之间分别形成1个σ键。
(4)丁分子中含有1个C===C键和1个C≡N键,3个C—H键和1个C—C键,故丁分子中共有6个σ键和3个π键。
19、答案: (1)2NA或1.204×1024
(2)1∶2 1∶1
(3)3
(4)5∶1
(5)6NA或3.612×1024 7
(6)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1molCO2中含有的σ键个数为2NA。
(2)N2的结构式为N≡N,一个分子中含有1个σ键、2个π键;CN-结构式为[C≡N]-,HCN分子结构式为H—C≡N,HCN分子中σ键与π键数目之比为1∶1。
(3)反应中有4molN—H键断裂,即有1molN2H4参加反应,生成1.5molN2,则形成的π键有3mol。
(4)设化合物分子式为CmHn,则6m+n=16,经分析可得m=2,n=4,即分子式为C2H4,结构式为。单键为σ键,双键中有1个σ键和1个π键,所以一个C2H4分子中共含有5个σ键和1个π键。
(5)乙醛与CO(NH2)2的结构简式分别为CH3CHO、,故1mol乙醛中含有6NA个σ键,1个CO(NH2)2分子中含有7个σ键。
(6)两个成键原子的电负性差别越大,它们形成共价键的极性就越大(或从非金属性强弱上来判断)。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。
20、答案:(1)H2(合理即可,下同)
(2)HCl
(3)HCN
(4)NaOH Na+[H]-(对应前一空)
(5)Na2O2 Na+[]2-Na+(对应前一空)
解析:根据各原子的电子排布可推知,A为H,B为C,C为N,D为O,E为Na,F为Al,G为Cl。(1)由同种非金属元素形成的双原子分子中含有非极性键,有H2、N2、O2、Cl2。(2)由极性键形成的双原子分子有HCl、CO、NO。(3)由极性键构成的三原子分子有HCN、CO2、N2O、H2O等。(4)由三种元素形成的既含离子键又含共价键的化合物可以是NaOH,其电子式为Na+[H]-。(5)既含离子键又含非极性键的化合物可以是Na2O2,其电子式为Na+[]2-Na+。