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选择性必修2 第二章 第一节 共价健 同步练习题
一、选择题(每小题只有一个正确选项,每小题4分,共40分)
1. 下列有关σ键和π键的说法正确的是( )
A.单键既有σ键也有π键
B.所有的π键都容易打开
C.σ键可沿键轴自由旋转而不影响键的强度
D.π键比σ键重叠程度大,形成的共价键强
2. 氰气的分子式为(CN)2,结构式为N≡C—C≡N,性质与卤素相似。下列叙述正确的是( )
A.分子中原子的最外层均满足8电子结构
B.分子中N≡C键的键长大于C—C键的键长
C.分子中含有2个σ键和4个π键
D.不能和氢氧化钠溶液发生反应
3. N2的结构可以表示为,CO的结构可以表示为,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.CO分子中有一个π键是配位键
C.N2与CO互为等电子体
D.N2与CO的化学性质相同
4. 下列有关化学键类型的判断中正确的是
A.全部由非金属元素构成的化合物中肯定不存在离子键
B.物质中有σ键一定有π键,有π键不一定有σ键
C.已知乙炔的结构式为,则乙炔分子中存在2个σ键(C—H)和3个π键()
D.乙烷分子中只存在σ键,即C—H键和C—C键均为σ键
5. 下列叙述中正确的是( )
A.两个原子间形成的共价键键能越大,键长越短,键越牢固
B.两个原子半径之和就是所形成的共价键键长
C.两个原子间键长越长,键越牢固
D.键的强度与键长无关
6.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
7. 下列说法中正确的是( )
A.在气体单质分子中,一定含有σ键,可能含有π键
B.烯烃比烷烃的化学性质活泼是由于烷烃中只含σ键,而烯烃含有π键
C.等电子体结构相似,化学性质相同
D.共价键的方向性决定了原子在形成分子时相互结合的数量关系
8. P元素的价电子排布为3s23p3,P与Cl形成的化合物有PCl3、PCl5,对此判断正确的是( )
A.磷原子最外层有三个未成对电子,故只能结合三个氯原子形成PCl3
B.PCl3分子中的P—Cl键含有π键
C.PCl5分子中的P—Cl键都是π键
D.磷原子最外层有三个未成对电子,但是能形成PCl5,说明传统的价键理论存在缺陷
9. 下列有关σ键和π键的说法错误的是( )
A.一般情况下,σ键比π键的键能大,故σ键比π键更稳定
B.σ键、π键都可以绕轴自由旋转
C.π键不能单独存在,一定要和σ键共存
D.CH2===CH2与Br2发生反应时破坏的是π键
10.下列关于共价键的说法正确的是( )
A.所有共价键都具有方向性
B.N原子与H原子不能形成NH4分子,这是由于共价键的饱和性决定的
C.HCl气体液化时,共价键被破坏
D.共价键的形成本质是自旋状态相同的未成对电子形成共用电子对
二、填空题(本题包括5个小题,共60分)
11. (12分)现有下列物质:①HF,②Cl2,③H2O,④N2,⑤C2H4,⑥C2H6,⑦H2,⑧H2O2,⑨HCN(CHN)。
(1)只有σ键的是________(填序号,下同)。
(2)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σ键的是________。
12.(12分)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的负一价阴离子电子层结构与氩原子相同。则:
(1)A、B、C、D的元素名称分别为________、________、________、________。
(2)AD4分子中含有的σ键类型为________键(选填“s—s”“s—p”或“p—p”)。
(3)D的负一价阴离子的电子排布式为______,B2C2属_______化合物(填“离子”或“共价”)。
13.(12分)a、b、c、d为四种由短周期元素构成的中性粒子,它们都有14个电子,且都是共价型分子。请回答下列问题。
(1)a是单核分子,a单质可用作半导体材料,a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”)。c单质常温下性质稳定,不易起反应,原因是_____________________。
(4)d是四核化合物,其结构式为________;d分子内所含共价键有________个σ键,________个π键;σ键与π键的强度大小关系为σ________π(填“>”“<”或“=”),原因是________________ _ 。
14. (12分)含碳元素的物质是化学世界中最庞大的家族,请填写下列空格。
(1)CH4中的化学键从形成过程来看,属于__________(填“σ”或“π”)键,从其极性来看属于________键。
(2)已知CN-与N2结构相似,推算HCN分子中σ键与π键数目之比为________。
(3)C60分子中每个碳原子只跟相邻的3个碳原子形成共价键,且每个碳原子最外层都满足8电子稳定结构,则C60分子中π键的数目为________。
(4)利用CO可以合成化工原料COCl2,COCl2分子的结构式为,每个COCl2分子内含有的σ键、π键数目为________。
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
15.(12分)下表是某些共价键的键能(kJ/mol):
键 键能 键 键能 键 键能 键 键能
H—H 436 Cl—Cl 243 H—Cl 432 H—O 463
SS 255 H—S 339 C—F 427 C—O 351
C—Cl 330 C—I 218 H—F 568
(1)由表中数据能否得出这样的结论:
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”)。
非金属性越强的原子形成的共价键越牢固。 (填“能”或“不能”)。
(2)能否从这些数据中找出一些规律,请写出一条: 。
(3)试预测C—Br键的键能范围: 1. 答案:C
解析:单键中只存在σ键,A项错误;N≡N很稳定,其分子中的π键不易打开,B项错误;σ键的特征之一便是轴对称,C项正确;σ键重叠程度比π键大,D项错误。
2. 答案:A
解析: (CN)2分子中每个C、N原子分别形成4个键、3个键,原子的最外层均满足8电子结构,且含有3个σ键,4个π键。成键原子半径越大,键长越长,N原子半径小于C,故N≡C键比C—C键的键长短;由(CN)2与卤素性质相似,卤素能和NaOH溶液反应,知(CN)2也可以和NaOH溶液反应,所以D错误。
3. 答案:D
解析:N2化学性质相对稳定,CO具有比较强的还原性,两者化学性质不同。
4. 答案:D
解析: NH4Cl、(NH4)2SO4均是由非金属元素构成的,却存在离子键,A项错误。H、Cl等只有一个未成对电子,因而只能形成σ键,即有σ键不一定有π键;若形成π键一定是原子间已形成σ键,即有π键一定有σ键,B项错误。共价双键中有一个为σ键,另一个为π键,共价三键中有一个为σ键,另两个为π键,故乙炔()分子中有2个C—H σ键,中有1个σ键,2个π键,C项错误。单键为σ键,乙烷分子的结构式为,其所含的6个C—H键和1个C—C键均为σ键,D项正确。
5. 答案:A
解析:B项错误:两个成键原子的原子核间的平均间距叫键长。C项错误:键长越短,键越牢固。D项:键的强度与键长有关。
6. 答案: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项对;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;H2分子中,H原子的s轨道成键时,因为s轨道为球形,所以H2分子中的H—H键没有方向性,C项错;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。
7. 答案:B
解析:在气体单质分子中,可能存在σ键(如H2、Cl2)、π键(如N2分子中存在σ键、π键),而稀有气体为单原子分子,不存在化学键,A项错误;烯烃中含有碳碳双键,其中一个是π键,因π键易断裂,故化学性质较活泼,B项正确;等电子体结构相似,但化学性质不完全相同,C项错误;共价键的方向性决定分子的立体构型,饱和性决定分子中各原子的数量关系,D项错误。
8. 答案:D
解析:PCl3的电子式为,P—Cl键都是σ键。PCl5分子中有5个P—Cl σ键,这违背了传统价键理论饱和性原则,说明传统价键理论不能解释PCl5的结构,即传统价键理论存在缺陷。
9. 答案:B
解析:本题考查了σ键和π键的性质,解题的关键在于明确σ键和π键所表现的性质。σ键以“头碰头”的方式重叠,重叠程度大,键能大,稳定性好;π键以“肩并肩”的方式重叠,重叠程度小,键能小,稳定性差,容易断裂,但只是在一般情况下成立,A选项正确。σ键沿键轴呈轴对称,电子密集在键轴上,单键可绕轴自由旋转,而π键垂直于键轴呈镜面对称,电子密集在键轴的上面或下面,不能绕轴自由旋转,B选项错误。形成双键或三键时,其中一个是σ键,另外的键均是π键,故π键不能单独存在,C选项正确。CH2===CH2中的一个C===C键含有一个σ键、一个π键,一般情况下,π键的键能小,易断裂,故发生加成反应时首先破坏的是π键,D选项正确。
10. 答案:B
解析:s轨道为球形,故s轨道与s轨道之间形成的共价键无方向性;1个N原子核外只有3个未成对电子,因而与3个H原子结合时已达到饱和;HCl是由H原子与Cl原子通过共价键结合而成的,液态HCl还是以分子形式存在,共价键没有被破坏;共价键的形成本质是自旋状态相反的未成对电子形成共用电子对。
\11.答案:(1)①②③⑥⑦⑧ (2)④⑤⑨ (3)⑦ (4)①③⑤⑥⑧⑨ (5)②④⑤⑥⑧⑨
12. 答案:(1)碳 钠 氧 氯 (2)p—p (3)1s22s22p63s23p6 离子
解析:(1)焰色呈黄色,说明有钠元素,则淡黄色固体为Na2O2,所以元素B为Na元素,元素C为O元素。“元素D的负一价阴离子电子层结构与氩原子相同”,知D为Cl元素。“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AC2是气体,所以AC2是二氧化碳(ⅣA族Si及其以下元素形成的AC2常温下均为固体),即A是C元素。(2)CCl4中只有σ键,且其类型为p—p σ键。
13.答案:(1)1s22s2p63s23p2
(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):N N: 非极性键 N2分子中的共价三键键能很大,共价键很牢固
(4)H—C≡C—H 3 2 > 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
解析:本题考查关于共价键的综合知识。由题意知,a是单原子分子,含14个电子,是Si,Si可作半导体材料;b是两个原子的化合物,根据其性质:无色无味气体,易引起中毒,推断b为CO,CO一旦进入肺里,会与血液中的血红蛋白结合而使血红蛋白丧失输送氧气的能力,使人中毒;c是双原子单质,每个原子有7个电子,故c为N2,N2分子的结构式为N≡N,含非极性键,N2分子中的共价三键键能很大,所以N2分子很稳定;d是四核化合物,即4个原子共有14个电子,只能是烃,故d为C2H2,C2H2的结构式为H—C≡C—H,有两个H—C σ键,一个C—C σ键,两个π键。
14.答案:(1)σ 极性 (2)1∶1 (3)30 (4)D
15.答案(1)不能 不能
(2)同主族元素与相同原子结合形成共价键时,原子半径越小,共价键键能越大
(3)218 kJ/mol 330 kJ/mol
解析: 根据表中的有关数据及元素周期律的知识分析可知,氯原子的原子半径小于硫原子的原子半径,且硫元素的非金属性比氯元素的非金属性弱,但硫硫键的键能大于氯氯键的键能,因此不能说半径越小的原子形成的共价键越牢固,也不能说非金属性越强的原子形成的共价键越牢固。根据表中数据分析可以得出如下规律:同主族元素与相同原子结合形成共价键时,原子半径越小,共价键键能越大;根据此规律可知C—Br键的键能介于C—Cl键的键能和C—I键的键能之间。
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