第2章第1节共价键模型同步练习(含解析） 2022——2023学年下学期高二化学鲁科版（2019）选择性必修2

第2章第1节共价键模型同步练习
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、单选题
1．下列关于σ 键和π键的说法不正确的是
A．σ 键能单独形成，π键不能单独形成
B．σ 键可以绕键轴旋转，π键不能绕键轴旋转
C．双键中一定有一个σ 键，一个π键，三键中一定有一个σ 键，两个π键
D．CH3-CH3、CH2=CH2、CH≡CH中的σ 键都是C-C键，所以键能都相同
2．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
3．下列分子的结构式与共价键的饱和性不相符的是
A．： B．：
C．： D．：
4．参考下表中化学键的键能与键长数据，判断下列分子最稳定的是
化学键
键能/() 413.4 390.8 462.8 568
键长/ 109 101 96 92
A． B． C． D．
5．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′
6．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
7．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
8．下列分子中既含键，又含键的是
A．① B．② C．③ D．④
9．通常把原子数和价电子数相同的分子或离子称为等电子体。人们发现等电子体的空间结构相似，则下列有关说法正确的是
A．和互为等电子体，键角均为
B．和互为等电子体，空间结构都是三角锥形
C．和互为等电子体，均为三角锥形结构
D．和苯互为等电子体，分子中存在“肩并肩”式重叠的轨道
10．分子的结构式为，1个分子内含有
A．4个键 B．2个键、2个键 C．2个键、1个键 D．3个键、1个键
11．化合物X是一种新型锅炉水除氧剂，其结构式为，设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．分子中所含的键数目为
D．X是共价化合物
12．2022年4月28日，我国科学家“二氧化碳'变'葡萄糖和脂肪酸”的研究成果发表于《自然-催化》，二氧化碳变葡萄糖简易流程如下：二氧化碳乙酸葡萄糖。下列说法错误的是
A．如图所示乙酸结构中键角大小关系为∠1<∠2
B．“人工合成”过程中二氧化碳发生了还原反应
C．新制悬浊液可直接鉴别乙酸与葡萄糖
D．相同质量乙酸与葡萄糖完全燃烧，耗氧量相同
13．从实验测得不同物质中氧氧之间的键长和键能的数据：
O O O2 O
键长(10-12m) 149 128 121 112
键能(kJ·mol-1) x y z=494 w=628
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
A．成键的电子数越多，键能越大 B．键长越长，键能越小
C．成键所用的电子数越少，键能越小 D．成键时电子对越偏移，键能越大
14．下列说法正确的是
A．键角越大，该分子越稳定
B．、中键长相等，键角不同
C．键的键能是C—C键的2倍
D．共价键的键能越大，共价键越牢固，含有该键的分子越稳定
15．下表是元素周期表的一部分。表中所列的字母分别代表某一种化学元素。
下列说法正确的是
A．沸点：
B．分子是非极性分子
C．C形成的单质中键与键个数之比为1∶2
D．B、C、D形成的简单气态氢化物互为等电子体
二、填空题
16．已知键能、键长部分数据如下表：
共价键
键能 242.7 193.7 152.7 567 431.8 366 298.7 462.8
键长 19 228 266
共价键
键能 347.7 615 812 413.4 390.8 607 142 497.3
键长 154 133 120 109 101
(1)下列推断正确的是___________(填字母，下同)。
A．稳定性： B．氧化性：
C．沸点： D．还原性：
(2)下列有关推断正确的是___________。
A．同种元素形成的共价键，稳定性：三键＞双键＞单键
B．同种元素形成的双键键能一定小于单键的2倍
C．键长越短，键能一定越大
D．氢化物的键能越大，其稳定性一定越强
(3)在表中所给键中，键长最短的是___________，最长的是___________；键的键长___________(填“大于”“小于”或“等于”)键的键长。
17．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，且粒子内部以共价键结合。请回答下列问题。
(1)a单质由原子组成，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_______。
(3)c是双核单质，写出其电子式：_______。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_______
三、结构与性质
18．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，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，燃烧时发生的反应是：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____________。
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____。
第1页 共4页 ◎ 第2页 共4页
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参考答案：
1．D
【详解】A．分子中可只含σ键，但含π键时一定含σ键，则σ键一般能单独形成，而π键一般不能单独形成，A正确；
B．σ键为球对称，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正确；
C．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正确；
D．三种分子中分别含C-C、C=C、C≡C键和C-H键，所以σ键也包含C-H键，且碳原子与碳原子之间的键长、键能均不相同，D错误；
答案选D。
2．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。
3．A
【分析】由共价键的饱和性可知：C、Si均形成4个共价键，H、Cl均形成1个共价键，N形成3个共价键，O、S均形成2个共价键。
【详解】A．O原子的最外层有6个电子，只能形成2个共价键，在H2O2中，1个O已经与1个H形成1个单键，则两个氧原子间只能形成1个共价键，选项中的结构与共价键的饱和性不相符，A符合题意；
B．在N2H4分子中，每个N原子共形成3个共价键，与共价键的饱和性相符，B不符合题意；
C．在C2H5SH分子中，C形成4个共价键，S形成2个共价键，H形成1个共价键，与共价键饱和性相符，C不符合题意；
D．在SiHCl3中，Si形成4个共价键，H、Cl各形成1个共价键，与共价键的饱和性相符，D不符合题意；
故选A。
4．D
【详解】物质中的化学键键能越大，断裂时吸收的能量越多，则化学键越稳定，分子也越稳定，从图中可知，H-F键的键能最大，最难断裂，因此最稳定的分子为HF，故答案选D。
5．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。
6．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。
7．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。
8．D
【详解】A．水中只含键，A错误；
B．乙醇中只含键，B错误；
C．氨气中只含键，C错误；
D．乙醛中含醛基，存在碳氧双键，既含键，又含键的，D正确；
故选D。
9．D
【详解】A．和互为等电子体，都是正四面体结构，键角均为，A项错误；
B．和互为等电子体，均为平面三角形结构，B项错误；
C．和的价电子数不相等，不互为等电子体，C项错误；
D．和苯互为等电子体，的空间结构与苯相似，分子中存在“肩并肩”式重叠的轨道，D项正确。
答案选D。
10．D
【详解】从分子的结构式可知，该分子中含有2个单键和1个双键，则1个分子内含有3个键、1个键，故选D。
11．D
【详解】A．键是非极性键，选项A不正确；
B．根据分子的结构式可知，1个X分子中存在12对共用电子对，选项B不正确；
C．单键只含有键，一个双键中含有一个键，根据分子的结构式可知，1个X分子中存在11个键，选项C不正确；
D．X分子中只有共价键，故X是共价化合物，选项D正确；
答案选D。
12．A
【详解】A．由于C=O键对C-C键的斥力大干C-O键对C-C键的斥力，因此∠1>∠2，故A错误；
B．人工合成过程是将CO2转化为CH3COOH,碳元素的化合价由+4降为0，二氧化碳发生了还原反应，故B正确；
C．葡萄糖为还原性糖，含有醛基，因此可用新制Cu(OH)2悬浊液鉴别乙酸与葡萄糖，故C正确；
D．乙酸和葡萄糖的最简式均为CH2O，因此相同质量乙酸与葡萄糖完全燃烧，耗氧量相同，故D正确；
故答案选A。
13．B
【详解】A．成键的电子数越多，形成的共价键越多，但与键能大小无关，A错误；
B．键长O＞O＞O2＞O，而键能w＞z＞y＞x，可知键长越长，键能越小，B正确；
C．O2和O成键所用电子数均为4个，但键能不同，分别为：494kJ/mol、628kJ/mol，说明键能与成键所用的电子数无关，C错误；
D．这些微粒都是由相同的原子组成，电子对无偏移，且电子对偏移程度与键能无关，而是与原子吸引电子能力的相对大小有关，D错误；
综上所述答案为B。
14．D
【详解】A．键角是描述分子空间构型的参数，与分子的稳定性无关，A错误；
B．键长是两个成键原子的平均核间距、氯原子半径大于氢原子半径，则中键键长小于中键键长，B错误；
C．键含有1个键和1个键，键为键，键的键能小于键键能的2倍，C错误；
D．共价键的牢固程度决定了含有该键的分子的稳定性。共价键的键能越大，共价键越牢固，含有该键的分子越稳定，D正确；
答案选D。
15．C
【详解】根据各元素在周期表中的位置知，A为氢，B为碳，C为氮，D为氧，X为硫，Y为氯。
A．为，存在氢键，为，沸点，选项A错误；
B．为，是极性分子，选项B错误；
C．中含有氮氮三键，三键中含有有1个键，2个键，选项C正确；
D．B、C、D的简单气态氢化物分别是、、，原子数不同，不能互为等电子体，选项D错误；
答案选C。
16．(1)ACD
(2)A
(3) 大于
【详解】（1）A．根据题表中数据，同主族元素气态氢化物的键能从上至下逐渐减小，稳定性逐渐减弱，A正确；
B．从键能看，氯气、溴单质、碘单质的稳定性逐渐减弱，由原子结构知，氧化性也逐渐减弱，B错误；
C．在常温下，为液态，为气态，则的沸点比高，C正确；
D．非金属单质的氧化性越强，其对应阴离子的还原性越弱，氧化性：，还原性：，D正确；
答案选ACD。
（2）A．由碳碳键的数据可知，同种元素形成的共价键，稳定性：三键＞双键＞单键，A正确；
B．由键、键的键能知，同种元素形成的双键键能不一定小于单键的2倍，B错误；
C．键的键长大于键的键长，但是键的键能反而较小，C错误；
D．由键的键能知，的键能较大，而稳定性较弱，D错误；
答案选A。
（3）由表格数据可知，在表中所给键中，键能越大、键长越短，则键长最短的是，最长的是，键的键能小于键的键能，则键的键长大于键的键长。
17．(1)1s22s22p63s23p2
(2) CO CO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而中毒
(3) 非极性键
(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
【分析】从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个电子入手，并结合题目分析，a是Si；b是CO；c是N2；d是C2H2；
(1)
a是Si，根据构造原理知，Si原子的电子排布式为1s22s22p63s23p2；
(2)
b是两个原子的化合物，根据其物理性质：无色无味气体，推断b为CO，CO一旦进入人体，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；
(3)
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，为同种元素之间形成的共价键，为非极性键；
(4)
d是四核化合物，即4个原子共有14个电子，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，一共3个σ键，两个π键，形成σ键的原子轨道的重叠程度比π键的重叠程度大，故形成的共价键强。
18． 2×6.02×1023个（或2mol） 1∶2 1∶1 3 HF＞H2O＞NH3＞CH4
【详解】(1)CO2的结构式为O=C=O，分子中C形成2个σ键，则1molCO2中含有的σ键数目为×6.02×1023个（或2mol），
故答案为：2×6.02×1023个（或2mol）；
(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1∶2。CN-与N2结构相似，C原子与N原子之间形成三键，则HCN分子结构式为H-C≡N，三键中含有1个σ键、2个π键，单键属于σ键，HCN分子内σ键与π键数目之比为1∶1。故答案为：1∶2；1∶1；
(3)1mol氮气分子中含有2molπ键，若该反应中有4molN-H键断裂，即有1mol肼参加反应，生成1.5mol氮气，所以形成的π键有1.5mol×2=3mol，故答案为：3；
(4)非金属性F＞O＞N＞C，由非金属性越强，气态氢化物中，共价键的极性越强可知，CH4、NH3、H2O、HF分子中，共价键的极性由强到弱的顺序是HF、H2O、NH3、CH4，故答案为：HF＞H2O＞NH3＞CH4。
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。
答案第1页，共2页
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